CN105064983A - 井下无线测压系统及其测压电动开关器和数据采集收发器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及井下无线测压系统及其测压电动开关器和数据采集收发器，用于现有找堵水开关器无法在不动管柱的情况下对数据的实时监测后无线传输给地面的问题，通过无线通讯方式，将测压电动开关器的压力监测传感器接收地层压力和温度信息转移到随井下工具下入的数据采集收发器，下入工具到不同层，则能够获取各层的压力信息。

Description

井下无线测压系统及其测压电动开关器和数据采集收发器

技术领域

本发明涉及一种井下无线测压系统，及其电动开关器和数据采集收发器。

背景技术

目前油田进行分层采油通常所采用的电动开关器，一般需要电动开关器找到高含水层进行封堵，开采低含水层，电动开关器在测温、测压数据存储后，无法传输给地面，往往需要重新起下管柱，通过地面回放读取出地层数据，根据数据结果了解电动开关器的有效性以及封隔器的密封性。使用这种电动开关器，存在着两大缺陷，首先，电动开关器具有测生产流压功能，监测存储的是油管内生产流压，没有监测封堵层的静压功能，不能真实反映生产井的压力趋势变化；其次，需要重新起下生产管柱，才能读取井下数据，这样造成了现场工作量较大，占产时间长，工作人员工作强度高，极大的影响了油田的生产效率，因此，效率低，生产成本大。

发明内容

本发明的目的是提供井下无线测压系统，及其电动开关器和数据采集收发器，用以解决现有方式效率低下的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

井下无线测压系统，包括随工具下入井下的数据采集收发器(30)和井下的测压电动开关器；所述测压电动开关器包括一个固定收发器(4)；所述数据采集收发器(30)包括一个数据采集收发模块(21)；所述数据采集收发模块(21)与固定收发器(4)无线通讯，通过该无线通讯方式，所述数据采集收发器(30)向对应层的测压电动开关器发送命令，测压电动开关器将其测量到的信息传输到数据采集收发模块(30)。

测压电动开关器，包括压力监测传感器、电机和电机驱动的进液开关，测压电动开关器还包括一个用于无线通讯的固定收发器(4)，固定收发器(4)用于与所述压力监测传感器进行数据交换。

测压电动开关器还包括上连接头、缸套和设于缸套内部的主体、下连接头，所述上接头和所述缸套以及主体构成的封闭空间内设置所述固定收发器(4)，上连接头内设有导向体，导向体以下、所述封闭空间以上空间用于安装所述固定收发器(4)的天线。

所述压力监测传感器还连接有用于储存地层压力数据的存储模块。

数据采集收发器，包括封闭的壳体，壳体内设有数据采集收发模块(21)。

所述壳体包括绳帽、主体部分和堵头；壳体内设有电路板和电池，数据采集收发模块(21)安装于电路板上。

采取本发明的测压系统，在进行油井逐级找水时，可以获得单层静压数据，实现了油井堵层、生产层的压力实时变化趋势，因此实现了油水井的动态调整，提高了生产实效性；此外，利用无线传输测压电动开关器，无需取出井下电动开关器即可完成井下动静压力的读取，因此避免了频繁作业，降低了劳动强度，减少了生产成本。

进一步的，地层动静压力不同时刻的监测并存储，将有利于地层压力的监测和分析。

进一步的，需要读取数据时，不动管柱、不停抽的情况下，通过地面偏心井口下入井下数据采集收发器，到达无线传输测压电动开关器的附近，读取该个电动开关器存储的地层信号，上提出偏心井口，进行生产状态数据回放。

附图说明

附图1为本发明的无线传输测压电动开关器结构示意图；

附图2为本发明图1中的A-A剖视图；

附图3为本发明中所应用的无线数据采集收发器结构示意图；

附图4为本发明中所应用的无线数据传输方法原理图；

附图5为本发明的无线传输测压实施示意图。

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、图2所示：测压电动开关器从上往下依次包括上连接头1、导向体2、缸套3、固定收发器4、传感器座6、压力传感器7、控制电路板8、电池组9、电机10、丝杠活塞11、主体12、进液孔13、下连接头14、压力监测仓堵头15、固定收发器仓堵头16。

上连接头1与缸套3之间、缸套3与主体12之间、主体12与下连接头14之间均通过丝扣连接。上连接头1中设有一个上导向体2，与上连接头1丝扣连接，导向体2的上斜面便于井下工具的顺利通过；另外，固定收发器4的天线伸出缸套3，所以导向体2下方区域也为天线提供了一个安全的位置，使天线不受下放工具的影响，也最大程度地利用了中心管柱的狭小空间，在原有设备的基础上，尽量以最少的结构改进实现发明目的。

缸套3上设有用于监测地层压力的压力监测传感器7，压力监测传感器7连接有用于接收地层压力信息的连接口5。缸套内固设有传感器座6，压力监测传感器7通过传感器座6装配于缸套3上，传感器座6具有与连接口5对应连通的开口，连接口5设于缸套的侧壁上且与缸套的内腔连通，传感器座6的开口设于传感器座6的中部。压力监测传感器7和传感器座6丝扣连接。压力监测传感器7设于传感器座6的下部。

作为实施例中，还可以省去传感器座，压力监测传感器直接固定在缸套上；或者将压力传感器装配在主体上，连接口开设于主体的侧壁上且与主体的内腔连通。

上接头1和缸套3以及主体12构成的封闭空间，该封闭空间内设有：固定收发器4、控制电路板8、电池组9、电机10和丝杠活塞11。固定收发器4、控制电路板8、电池组9、电机10和丝杠活塞11沿上下方向依次分布连接。固定收发器4，是实现数据采集收发模块21与井下智能开关电路板之间的通信，包括将储存在井下智能开关内的信息，通过无线射频原理，发送给数据采集收发模块21以及接收来自数据采集收发模块21的控制信号并向井下智能开关传输。

控制电路板8与压力监测传感器7电连接，控制电路板8上设有用于储存地层压力数据的存储模块。电机10的输出轴与丝杠活塞11相连。进液孔13与主体12的侧壁上设有地层相通的孔道，通过活塞的开启和关闭，达到油套连通的目的。

固定收发器置于无线传输仓内，无线传输仓与主体密封连接。无线传输仓采用耐高温高压材料，同时不会对无线信号进行干扰和削弱，满足耐高温，耐油水，防碰撞，传输性能好的特点。

如图3所示为数据采集收发器30，从上到下依次包括绳帽17、主体部分20和堵头22。

绳帽17与主体部分20之间、主体部分20与堵头22之间均通过丝扣连接。主体部分20内设有电池18、控制电路板19和数据采集收发模块21。电池18、电路板19和数据采集收发模块21沿上下方向依次分布连接。

数据采集收发模块21是实现井下永久存储数据智能无线读取的装置，是针对井下智能开关内井下存储数据不能及时返回地面了解井下工作状态和生产层状态而开发的一套无线射频数据传输系统。系统能及时将井下智能开关的工作状态信息、历史数据和生产层状态等信息传送到地面进行回放。

如图4、图5所示，无线传输测压开关器41、42、43分别对应层位1、层位2、层位3，开关器之间由分隔器50进行分隔。固定收发器4随电动开关器安装在无线传输测压开关器中，与井下智能开关的控制电路板直接通信，可以获取井下智能开关内存储的数据，也可以向井下智能开关发送数据。

数据采集收发模块21安装在数据采集收发器30上，(如图，可由钢丝车50拖动，60为抽油泵，70为丢手接头，80为丝堵)随井下工具在油管内移动。数据采集收发模块21和固定收发器4之间通过无线射频技术实现数据传输，建立数据采集收发模块21与井下智能开关之间的通信信道，从而达到数据采集收发模块21通过固定收发器4读取井下智能开关内存储的数据，或者数据采集收发模块21通过固定收发器4向井下智能开关发送控制信号的目的。

数据采集收发模块21开始工作后，通过天线持续地向周围空间发射唤醒信号，当数据采集收发模块21随井下工具移动至目标层，也就是井下智能开关附近时，数据采集收发模块21的天线收到唤醒信号，然后唤醒固定收发器4开始工作并向数据采集收发模块21发送应答信号，数据采集收发模块21收到应答信号后，停止发送唤醒信号并向固定收发器4发送数据传输起始信号，数据采集收发模块21固定收发器4接到数据传输起始信号后，向数据采集收发模块21发送存储区内的第一帧数据(数据大小为1KB)，数据采集收发模块21收到一帧数据并校验成功后，会向固定收发器4发送数据传输信号，请求发送下一帧数据，若校验失败，则向固定收发器4发送数据重发信号，请求重发这一帧的数据。循环这一过程，直至数据采集收发模块21接收到全部数据后，固定收发器4发送数据传输终止信号，控制数据采集收发模块21停止工作，完成整个工作周期。

下方井下工具到不同层，可对多层位连续进行多次反复找水堵水的工艺操作，能够实现对地层的一个有效认识，工艺简单方便，同时具有无线信号传输装置，能够实现在不动井下管柱的情况下，对地层压力和温度数据的一个实时对接传输，显著减少作业次数，节约了作业成本。

以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.井下无线测压系统，其特征在于，包括随工具下入井下的数据采集收发器(30)和井下的测压电动开关器；所述测压电动开关器包括一个固定收发器(4)；所述数据采集收发器(30)包括一个数据采集收发模块(21)；所述数据采集收发模块(21)与固定收发器(4)无线通讯，通过该无线通讯方式，所述数据采集收发器(30)向对应层的测压电动开关器发送命令，测压电动开关器将其测量到的信息传输到数据采集收发模块(30)。

2.测压电动开关器，包括压力监测传感器、电机和电机驱动的进液开关，其特征在于，测压电动开关器还包括一个用于无线通讯的固定收发器(4)，固定收发器(4)用于与所述压力监测传感器进行数据交换。

3.根据权利要求2所述的测压电动开关器，其特征在于，包括上连接头、缸套和设于缸套内部的主体、下连接头，所述上接头和所述缸套以及主体构成的封闭空间内设置所述固定收发器(4)，上连接头内设有导向体，导向体以下、所述封闭空间以上空间用于安装所述固定收发器(4)的天线。

4.根据权利要求2所述的测压电动开关器，其特征在于，所述压力监测传感器还连接有用于储存地层压力数据的存储模块。

5.数据采集收发器，其特征在于，包括封闭的壳体，壳体内设有数据采集收发模块(21)。

6.根据权利要求5所述的数据采集收发器，其特征在于，所述壳体包括绳帽、主体部分和堵头；壳体内设有电路板和电池，数据采集收发模块(21)安装于电路板上。