CN105239975A - 多层段注水井各层段注水状态的监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种多层段注水井各层段注水状态的监测系统，该系统包括：地面控制主机以及套管，套管内腔中设置有载波钢管电缆、过电缆封隔器以及多个井下配水装置，多个井下配水装置与载波钢管电缆和套管中的油管连接，每个井下配水装置对应一个配注地层，每个井下配水装置用于实时采集自身对应配注地层的注入状态数据；过电缆封隔器，与油管连接，坐封在每个井下配水装置两端，使每个井下配水装置所在处形成密封的注水腔；载波钢管电缆，用于实时将各井下配水装置采集的各配注地层的注入状态数据传输给地面控制主机；地面控制主机用于存储各配注地层的注入状态数据。该方案可以实时、长期监测注水井注入状态数据；同时，避免现场监测。
Description
技术领域
本发明涉及油田采油工程技术领域，特别涉及一种多层段注水井各层段注水状态的监测系统。
背景技术
由于油田已进入特高含水期，采用了分层采油、分层注水开采的采油工艺，如何有效提高注水合格率、降低现场施工工作量、降低开发成本是油田目前面临的主要难题。而在目前常规测试中，都是以测试仪器为主体，通过预置死嘴下井中来完成对封隔器的坐封，坐封完成后捞出死嘴，然后再将各层分别投入可调堵塞器(调节阀)进行注水后才能进行验封及后续的流量或压力测试。但是随着注水井逐年增加，且为保障注水合格率测试周期也不断缩短，导致现场测试调配工作量大幅增加，现有队伍已无法满足现场测试要求；此外，目前传统的工艺无法长期实时监测注水井注入状态数据，不能辅助对储层的认识及分析挖潜剩余油。
发明内容
本发明实施例提供了一种多层段注水井各层段注水状态的监测系统，以实时、长期监测注水井注入状态数据，有利于辅助对储层的认识及分析挖潜剩余油；同时，避免现场监测。该系统包括：地面控制主机以及套管，所述套管内腔中设置有载波钢管电缆、过电缆封隔器以及多个井下配水装置，其中，所述套管，下入在多层段注水井中；多个所述井下配水装置，与所述载波钢管电缆和所述套管内腔中的油管连接，每个所述井下配水装置对应一个配注地层，每个所述井下配水装置用于实时采集自身对应配注地层的注入状态数据；所述过电缆封隔器，与所述油管连接，坐封在每个所述井下配水装置两端，使每个所述井下配水装置所在处形成密封的注水腔；所述载波钢管电缆，穿过所述过电缆封隔器，固定在所述油管上，用于实时将各所述井下配水装置采集的各配注地层的注入状态数据传输给所述地面控制主机；所述地面控制主机，设置在地面上，与所述载波钢管电缆的一端连接，用于存储所述各配注地层的注入状态数据。
在一个实施例中，所述井下配水装置包括：涡街流量传感器，用于实时采集所述井下配水装置自身对应配注地层的流量；压力传感器，用于实时采集所述井下配水装置自身对应配注地层的压力；温度传感器，用于实时采集所述井下配水装置自身对应配注地层的温度；模数转化电路，与所述涡街流量传感器、所述压力传感器以及所述温度传感器连接，用于对采集的流量数据、压力数据以及温度数据进行模数转换，并将转换后的流量数据、压力数据以及温度数据传输给单片机；所述单片机，将转换后的流量数据、压力数据以及温度数据传输给电压变化调制电路；所述电压变化调制电路，将转换后的流量数据、压力数据以及温度数据调制在载波信号上，并将载波信号发送给所述载波钢管电缆。
在一个实施例中，所述单片机还包括：减法器，用于将所述涡街流量传感器采集的流量数据减去预设流量数值，得到差值；比较器，用于将差值与预设数值范围的数值作大小比较，所述差值不属于所述预设数值范围时，发出调整触发信号；所述井下配水装置还包括：所述电机驱动电路，用于接收并根据所述调整触发信号驱动电机；所述电机，用于通过机械传动调整调节阀开度的大小。
在一个实施例中，还包括：工业计算机，通过数据线与所述地面控制主机连接，其中，所述工业计算机，用于接收输入的配注流量，将所述配注流量通过所述数据线传输给所述地面控制主机；所述地面控制主机，还用于通过所述载波钢管电缆将所述配注流量传输给所述井下配水装置；所述井下配水装置还包括：模拟电力载波电路，用于接收并解码获得所述载波钢管电缆传输的所述配注流量，将所述配注流量写入所述单片机中作为新的预设流量数值。
在一个实施例中，所述地面控制主机包括：计时器，用于设置多个所述井下配水装置同步进行测调。
在一个实施例中，所述井下配水装置，还包括：开关电源电路，通过所述载波钢管电缆与电源连接，用于接收所述载波钢管电缆传输的电源电压，对该电源电压进行降压处理；电源稳压电路，与所述开关电源电路和所述单片机连接，用于对降压处理后的电压进行滤波处理，将滤波处理后的电压供给所述单片机。
在本发明实施例中，通过将井下配水装置设置在套管中长期置于井下，井下配水装置可以实时采集各配注地层的注入状态数据，并通过载波钢管电缆传输给地面控制主机进行存储，以便于后续分析，实现了可以实时、长期监测注水井注入状态数据，有利于辅助对储层的认识及分析挖潜剩余油；同时，实现验封、检配、调配和调剖时不需要动用测调车，避免现场监测，降低测调现场工作量，降低测试费用。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1是本发明实施例提供的一种多层段注水井各层段注水状态的监测系统示意图；
图2是本发明实施例提供的一种井下配水装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
在本发明实施例中，提供了一种多层段注水井各层段注水状态的监测系统，如图1所示，该多层段注水井各层段注水状态的监测系统包括：地面控制主机3以及套管8，所述套管8内腔中设置有载波钢管电缆4、过电缆封隔器5以及多个井下配水装置6，其中，
所述套管8，下入在多层段注水井中；
多个所述井下配水装置6，与所述载波钢管电缆4和所述套管内腔中的油管7连接，每个所述井下配水装置对应一个配注地层，每个所述井下配水装置用于实时采集自身对应配注地层的注入状态数据；
所述过电缆封隔器5，与所述油管7连接，坐封在每个所述井下配水装置两端，使每个所述井下配水装置所在处形成密封的注水腔；
所述载波钢管电缆4，穿过所述过电缆封隔器5，固定在所述油管7上，用于实时将各所述井下配水装置采集的各配注地层的注入状态数据传输给所述地面控制主机；
所述地面控制主机3，设置在地面上，与载波钢管电缆4的一端连接，用于存储所述各配注地层的注入状态数据。
由图1所示可知，在本发明实施例中，通过将井下配水装置设置在套管中长期置于井下，井下配水装置可以实时采集各配注地层的注入状态数据，并通过载波钢管电缆传输给地面控制主机进行存储，以便于后续分析，实现了可以实时、长期监测注水井注入状态数据，有利于辅助对储层的认识及分析挖潜剩余油；同时，实现验封、检配、调配和调剖时不需要动用测调车，避免现场监测，降低测调现场工作量，降低测试费用。
具体实施时，可以通过以下步骤来连接上述套管8中的各部件：首先，载波钢管电缆4和油管7设置在套管8内腔中，先将与最下层配注地层对应的井下配水装置6与载波钢管电缆4相连接，实现井下配水装置6与地面控制主机3之间建立通讯连接，井下配水装置6与油管7通过丝扣连接，再通过卡箍将载波钢管电缆4固定在油管7上，载波钢管电缆4穿过过电缆封隔器5，过电缆封隔器5与油管7通过丝扣连接，过电缆封隔器5坐封在与最下层配注地层对应的井下配水装置6的两端，使得该井下配水装置6所在处形成密封的注水腔，该井下配水装置6便可实现最下层配注层段的流量调配和参数采集等功能；然后，将与上一层配注地层对应的井下配水装置6连接到载波钢管电缆4上，再在该井下配水装置6的两端坐封过电缆封隔器5，依次类推，将各配注地层对应的井下配水装置6连接到载波钢管电缆4上，并在各井下配水装置6的两端坐封过电缆封隔器5，最后，将连接完成的各部件下入到套管8中。
具体实施时，为了实现实时采集各配注地层的注入状态数据，在本实施例中，如图2所示，所述井下配水装置6包括：涡街流量传感器18，用于实时采集所述井下配水装置自身对应配注地层的流量；压力传感器19，用于实时采集所述井下配水装置自身对应配注地层的压力；温度传感器20，用于实时采集所述井下配水装置自身对应配注地层的温度；模数转化电路(即AD转化电路)9，与所述涡街流量传感器、所述压力传感器以及所述温度传感器连接，用于对采集的流量数据、压力数据以及温度数据进行模数转换，并将转换后的流量数据、压力数据以及温度数据传输给单片机；所述单片机10(例如，可以是PIC16F887单片机最小系统)，将转换后的流量数据、压力数据以及温度数据传输给电压变化调制电路；所述电压变化调制电路13，将转换后的流量数据、压力数据以及温度数据调制在载波信号上，并将载波信号发送给所述载波钢管电缆4。即将采集的注入状态数据实时通过载波钢管电缆4传输到地面控制主机3进行存储，以便后续对注入状态数据进行分析。
具体实施时，为了实现对调节阀进行实时调整，在本实施例中，所述单片机还包括：减法器，用于将所述涡街流量传感器采集的流量数据减去预设流量数值，得到差值；比较器，用于将差值与预设数值范围的数值作大小比较，所述差值不属于所述预设数值范围时，发出调整触发信号；如图2所示，所述井下配水装置还包括：所述电机驱动电路15，用于接收并根据所述调整触发信号(例如，脉冲信号)驱动电机16；所述电机16，用于通过机械传动调整调节阀17开度的大小。通过实时分析各配注地层的流量，可以实时调整调节阀17开度的大小，使各配注地层的流量更满足配注方案的要求。
具体实施时，如图2所示，上述井下配水装置6，还包括：开关电源电路12，通过所述载波钢管电缆与电源连接，用于接收所述载波钢管电缆传输的电源电压，对该电源电压进行降压处理；电源稳压电路11，与所述开关电源电路12和所述单片机10连接，用于对降压处理后的电压进行滤波处理(即对电压进行去噪稳压处理)，将滤波处理后的电压供给所述单片机。
具体实施时，为了实现可以调整各配注地层的配注方案，满足不同作业需求，在本实施例中，如图1所示，上述多层段注水井各层段注水状态的监测系统还包括：工业计算机1，通过数据线2与所述地面控制主机3连接，其中，所述工业计算机1，用于接收输入的配注流量，将所述配注流量通过所述数据线传输给所述地面控制主机；所述地面控制主机3，还用于通过所述载波钢管电缆将所述配注流量传输给所述井下配水装置6；如图2所示，所述井下配水装置还包括：模拟电力载波电路14，用于接收并解码获得所述载波钢管电缆传输的所述配注流量，将所述配注流量写入所述单片机中作为新的预设流量数值。即设置新的预设流量数值后，可以通过上述单片机10将采集的各配注地层的流量与新的预设流量数值进行对比分析，根据分析结果调整调节阀17开度的大小，进而实现调整各配注地层的流量以更满足配注方案的要求。
具体实施时，所述地面控制主机3包括：计时器，用于设置多个所述井下配水装置6可以同步进行测调。从而严格实现了各层段同步调配，避免了测调过程中的层间干扰。
在本发明实施例中，通过将井下配水装置设置在套管中长期置于井下，井下配水装置可以实时采集各配注地层的注入状态数据，并通过载波钢管电缆传输给地面控制主机进行存储，以便于后续分析，实现了可以实时、长期监测注水井注入状态数据，有利于辅助对储层的认识及分析挖潜剩余油；同时，实现验封、检配、调配和调剖时不需要动用测调车，避免现场监测，降低测调现场工作量，降低测试费用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种多层段注水井各层段注水状态的监测系统，其特征在于，包括：地面控制主机以及套管，所述套管内腔中设置有载波钢管电缆、过电缆封隔器以及多个井下配水装置，其中，
所述套管，下入在多层段注水井中；
多个所述井下配水装置，与所述载波钢管电缆和所述套管内腔中的油管连接，每个所述井下配水装置对应一个配注地层，每个所述井下配水装置用于实时采集自身对应配注地层的注入状态数据；
所述过电缆封隔器，与所述油管连接，坐封在每个所述井下配水装置两端，使每个所述井下配水装置所在处形成密封的注水腔；
所述载波钢管电缆，穿过所述过电缆封隔器，固定在所述油管上，用于实时将各所述井下配水装置采集的各配注地层的注入状态数据传输给所述地面控制主机；
所述地面控制主机，设置在地面上，与所述载波钢管电缆的一端连接，用于存储所述各配注地层的注入状态数据。
2.如权利要求1所述的多层段注水井各层段注水状态的监测系统，其特征在于，所述井下配水装置包括：
涡街流量传感器，用于实时采集所述井下配水装置自身对应配注地层的流量；
压力传感器，用于实时采集所述井下配水装置自身对应配注地层的压力；
温度传感器，用于实时采集所述井下配水装置自身对应配注地层的温度；
模数转化电路，与所述涡街流量传感器、所述压力传感器以及所述温度传感器连接，用于对采集的流量数据、压力数据以及温度数据进行模数转换，并将转换后的流量数据、压力数据以及温度数据传输给单片机；
所述单片机，将转换后的流量数据、压力数据以及温度数据传输给电压变化调制电路；
所述电压变化调制电路，将转换后的流量数据、压力数据以及温度数据调制在载波信号上，并将载波信号发送给所述载波钢管电缆。
3.如权利要求2所述的多层段注水井各层段注水状态的监测系统，其特征在于，所述单片机还包括：
减法器，用于将所述涡街流量传感器采集的流量数据减去预设流量数值，得到差值；
比较器，用于将差值与预设数值范围的数值作大小比较，所述差值不属于所述预设数值范围时，发出调整触发信号；
所述井下配水装置还包括：
所述电机驱动电路，用于接收并根据所述调整触发信号驱动电机；
所述电机，用于通过机械传动调整调节阀开度的大小。
4.如权利要求3所述的多层段注水井各层段注水状态的监测系统，其特征在于，还包括：工业计算机，通过数据线与所述地面控制主机连接，其中，
所述工业计算机，用于接收输入的配注流量，将所述配注流量通过所述数据线传输给所述地面控制主机；
所述地面控制主机，还用于通过所述载波钢管电缆将所述配注流量传输给所述井下配水装置；
所述井下配水装置还包括：
模拟电力载波电路，用于接收并解码获得所述载波钢管电缆传输的所述配注流量，将所述配注流量写入所述单片机中作为新的预设流量数值。
5.如权利要求1至4中任一项所述的多层段注水井各层段注水状态的监测系统，其特征在于，所述地面控制主机包括：
计时器，用于设置多个所述井下配水装置同步进行测调。
6.如权利要求2至4中任一项所述的多层段注水井各层段注水状态的监测系统，其特征在于，所述井下配水装置，还包括：
开关电源电路，通过所述载波钢管电缆与电源连接，用于接收所述载波钢管电缆传输的电源电压，对该电源电压进行降压处理；
电源稳压电路，与所述开关电源电路和所述单片机连接，用于对降压处理后的电压进行滤波处理，将滤波处理后的电压供给所述单片机。
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