CN102953714A

CN102953714A - 一种井下智能分层压控采油方法

Info

Publication number: CN102953714A
Application number: CN2012104157826A
Authority: CN
Inventors: 王小勇; 杨康敏; 彭元东; 马宏伟; 杨军虎; 焦明远; 李洲
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Petroleum Engineering Technology Research Institute of Sinopec Henan Oilfield Branch Co
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Petroleum Engineering Technology Research Institute of Sinopec Henan Oilfield Branch Co
Priority date: 2012-10-26
Filing date: 2012-10-26
Publication date: 2013-03-06

Abstract

本发明涉及一种井下智能分层压控采油方法，步骤如下：预设定：为每个压控开关器预设各自的压控时间段Ai，电机运转时间Bi，每个压控开关器仅在自己的压控时间段Ai内，电机才能够运转；任一油层的采油与停止采油：对于该油层对应的压控开关器，在其压控时间段Ai内，进行地面加压操作，压力传感器记录到至少两位跳变的压力编码后，电机依照设定的运转时间Bi运转，电机运转方向根据当前压控开关器状态判断，电机运转使开关器状态与当前状态相反。本发明的方法大大提高了操作的可靠性，降低了操作难度，减少了操作时间，提高了工作效率。

Description

一种井下智能分层压控采油方法

技术领域

本发明涉及一种井下智能分层压控采油方法。

背景技术

分层注水采油是我国陆上油田进入高含水期的主要采油方式之一。我国已经应用了多种分层注水工艺。智能分层压控采油的设备如图1所示。在套管22中下入油管23，油管23上设置压控开关器30-1、30-2、30-3，开关器之间设有堵水封隔器29-1、29-2、29-3。压控开关器结构原理图如图2所示，主要由单片机（下文也称微处理器）、传感器（即压力传感器）和电池等部分组成，执行机构为减速电机，减速电机带动活塞封堵或打开对应油层的进油孔，从而实现对需要开采油层的开采工作。当需要压力控制时，通过井上加压，井下压力传感器将注水压力信号转换为电信号，经过压力传感器外围调理电路将信号转换为标准电信号，单片机对电信号进行采集、处理，当接收到的压力信号有效时，单片机便输出控制信号，控制执行机构打开或关闭相应油层的阀门开关、从而达到调层采油的目的。

如图1中有1、2、3三个油层，每个油层的进油孔分别由压控开关器30-1、30-2、30-3控制。现有技术中，为了使单片机（微处理器）识别，需要编制压力密码表，确定压力密码结构，即加压操作工艺，加压操作形成被压力传感器记录的压力编码，才能被单片机识别。通常的压力编码包括压控起始段，开关编号段、命令段、压控结束段。压控起始段表明即将进行压控操作；开关编号段用于选择油层，通知相应油层的开关器准备工作；命令段表示减速电机的两种工作状态；压控结束段用于通知开关器压控操作结束。如《井下开关压力控制实现方法的研究》（石油机械2010第8期）就介绍了一种上述思路的压控方法。

如下表是一种12位压力编码，由于需要地面打压形成压力编码，每位编码脉冲需要5分钟，执行一次压控动作，需要60分钟，对于图1的设备，三个开关器都进行压控操一次，需要180分钟，作且1位编码出错一次，该压控操作就会失败，必须重新开始压控。所以，现有的压控方法对技术操作人员连续操作要求高，对泵车、管线设备要求高，压力编码位数多，重复操作泵车开、停次数多，因操作或设备原因，任何一位数打压信号不正确，都会引起误操作，从而导致压控实施强度大、可靠性差。

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发明内容

本发明的目的是提供一种井下智能分层压控采油方法，用以解决现有技术压控实施强度大、可靠性差的问题。

为实现上述目的，本发明的方案是：一种井下智能分层压控采油方法，步骤如下：

1）为每个压控开关器设定各自的压控时间段；各压控开关器的压控时间段互不重叠；

2）在任一个压控时间段内，进行地面压控操作，对于与该压控时间段对应的压控开关器，其压力传感器记录到设定的压力编码后，控制电机依照设定的运转时长运转，电机运转方向根据当前压控开关器状态判断，电机运转使开关器状态与当前状态相反。

所述步骤2）中，如果初始井下压力为低，则设定的压力编码为“10”；如果初始井下压力为高，则设定的压力编码为“01”。

所述步骤2）中，电机运转方向根据当前压控开关器状态判断；若开关器已经打开，则电机运转使开关器关闭，若开关器已经关闭，则电机运转使开关器打开。

本发明的方法在预设阶段为各开关器设定各自的压控时间段，省去了开关编号段，而且电机运转时间也是固定的，不需要再压力编码中通知微处理器，电机只有正转和反转，即开关有打开和关闭两种状态，所以只需要根据开关现在的状态判断下次动作方向。在压控操作前保证井下压力维持高压或低压，则压控编码最少只需要两位即可，压控起始段也可以省略，整个压控编码得到了极大的简化。本发明的方法大大提高了操作的可靠性，降低了操作难度，减少了操作时间，提高了工作效率。

附图说明

图1是本发明的分层采油系统原理图；

图2是压控开关器原理图；

图3是油层3采油示意图；

图4是油层2采油示意图；

图5是油层1采油示意图；

19—压力表，20—压力控制器，21—地面管线，22—套管，23-1、23-2、—油管，24—抽油杆，25—抽油泵，26-1、26-2—筛管，27-1、27-2—丝堵，28—水力锚，29-1、29-2、29-3—堵水封隔器，30-1、30-2、30-3—压控开关器，31-单向阀，1、2、3—油层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

如图1系统，首先预设定：为压控开关器30-1、30-2、30-3预设各自的压控时间段A1、A2、A3，电机运转时间B1、B2、B3，每个压控开关器仅在自己的压控时间段内，将减速电机接通电池，为减速电机供电；各压控开关器的压控时间段A1、A2、A3互不重叠；由于开关器相同，B1=B2=B3。

比如，可以设定A1、A2、A3为每天的8点到12点、13点到18点、19点到24点。在每天的A1时段内进行压控操作，只有压控开关器30-1会响应。在A2时段内进行压控操作，只有30-2会响应。

如图3所示为开采油层3时的示意图。在任何一天在A3时间段，电池和减速电机接通，在通过地面压力控制器20向套管22内打高、低压力，压力表19记录压力，形成“10”两位编码信号，压力传感器将压力信号传递给微处理器，微处理器向电机发出正向旋转信号，减速电机正向旋转，运行B3时间后，微处理器发出停止信号，减速电机停止旋转，开关器30-3进入持续开启状态，油层3开始采油。某一天油层3需要停止生产时，在该天的A3时间段，电池组和减速电机接通，在通过地面压力控制器20向套管22内打高、低压力，压力表19记录压力，形成“10”两位编码信号，压力传感器将压力信号传递给微处理器，微处理器向电机发出反向旋转信号，减速电机反向旋转B3时间后，微处理器发出停止信号，减速电机停止旋转，压控开关器30-3进入持续关闭状态，油层3停止采油，准备换层采油。

以上实施例采用了“10”两位编码，是由于在初始状态井下压力为低压（低于某设定值），进行压控操作，使井下压力跳变，升至高压一段时间（如5分钟），然后再回落至初始压力状态。如果采用更多位数的编码，如“1010”，也必须保证最终回到初始压力状态。同理，如果初始压力状态为高，可采用“01”、“0101”等编码。

以上实施例中，为压控开关器预设压控时间段，可以通过设置相应硬件电路控制电机与电池之间的供电，在压控时间段内接通电路使电池能够为电池供电，在其他时间段端口电路的供电连接。还可以设置微处理器，使其在压控时间段以外处于休眠状态，仅在压控时间段以内才会为电机提供控制信号，使电机工作。关于微处理器根据当前开关状态判断下次电机的运转方向，属于本领域人员熟知的惯用技术手段，在此不再赘述。

如图4、图5分别为开采油层2、1时的示意图，过程与开采油层3类同，不再赘述。

Claims

1.一种井下智能分层压控采油方法，其特征在于，步骤如下：

为每个压控开关器设定各自的压控时间段；各压控开关器的压控时间段互不重叠；

在任一个压控时间段内，进行地面压控操作，对于与该压控时间段对应的压控开关器，其压力传感器记录到设定的压力编码后，控制电机依照设定的运转时长运转，电机运转方向根据当前压控开关器状态判断，电机运转使开关器状态与当前状态相反。

2.根据权利要求1所述的一种压控采油方法，其特征在于，所述步骤2）中，如果初始井下压力为低，则设定的压力编码为“10”；如果初始井下压力为高，则设定的压力编码为“01”。

3.根据权利要求1所述的一种压控采油方法，其特征在于，所述步骤2）中，电机运转方向根据当前压控开关器状态判断；若开关器已经打开，则电机运转使开关器关闭，若开关器已经关闭，则电机运转使开关器打开。