CN106150459A - 一种分层注水系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种分层注水系统，其不同之处在于：其包括上端开口且下端封闭的油气井套管、若干个过电缆封隔装置、若干个配水装置、电缆组件、及第一控制装置，油气井套管内从上至下交错间隔分布有过电缆封隔装置和配水装置，过电缆封隔装置和配水装置通过油管连通，电缆组件的一端与第一控制装置连接，电缆组件的另一端穿过各过电缆封隔装置并依次与每个配水装置连接。本发明能分别快速有效地调节每层配水层的注水量，且使用寿命高。
Description
技术领域
本发明涉及一种分层注水系统。
背景技术
油田注水开发是补充地层能量，实现长期稳产高产的重要手段。在油田注水开发的过程中，为了缓解层间、层内和平面矛盾，提高注水效率和波及体积，提高原油采收率和采出程度，国内外许多油田采用了分层注水的开发方式，而分注井内各层的配水量一般都存在差异，而每层的配水量是由层位特性而决定的，如何在配注时分别调节各层的配水量则是分层注水的关键。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种分层注水系统，能分别快速有效地调节每层配水层的注水量，且使用寿命高。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种分层注水系统，其不同之处在于：
其包括上端开口且下端封闭的油气井套管、若干个过电缆封隔装置、若干个配水装置、电缆组件、及第一控制装置，所述油气井套管内从上至下交错间隔分布有所述过电缆封隔装置和配水装置，所述过电缆封隔装置和所述配水装置通过油管连通，所述电缆组件的一端与所述第一控制装置连接，所述电缆组件的另一端穿过各过电缆封隔装置并依次与每个配水装置连接；
所述过电缆封隔装置包括与所述油管连通的第一管件，所述第一管件的上下两端被构造为与所述油管固定的第一连接端，所述第一管件外套设有密封组件，所述密封组件能膨胀至与所述套管的内壁贴合，以将套管的管腔划分为相互独立的若干个配水层；
所述套管的管体上与每个配水层对应区域均开设有与外界连通的配水口；
所述配水装置包括第二控制装置、电机、转轴、转动出水件、与所述转动出水件配合的固定出水件、及与所述油管连通的第二管件，所述第二管件的上下两端被构造为与所述油管固定的第二连接端，所述第二管件的外壁与所述套管的内壁之间具有间隙形成环形腔室，所述第二管件的管体上设有封闭的容纳区域，所述容纳区域内设置有依次电连接的所述第二控制装置、电机、及转轴，所述电缆组件穿过所述第二管件的管体与所述第二控制装置连接，所述转轴穿过所述第二管件的管体伸出所述容纳区域外并与所述转动出水件连接，所述转动出水件上开设有若干个第一出水通道，所述第一出水通道的延伸方向与所述转轴轴线方向平行，所述第二管件的管体上开设有连通第一出水通道和所述环形腔室的出水口，所述固定出水件设于所述转动出水件下端且与所述第二管件固定，所述固定出水件上开设有与所述第一出水通道配合的第二出水通道，所述第二管件的管体上开设有连通第二出水通道和第二管件管腔的入水口。
按以上技术方案，所述电缆组件包括电缆内芯和包裹在电缆内芯外表面的防水层，所述电缆内芯为相互绞合的供电电缆和信号传输电缆。
按以上技术方案，所述防水层为钢管。
按以上技术方案，所述固定出水件和所述入水口之间设置有第一筛管，所述第一筛管的上端开口且与所述固定出水件连通，所述第一筛管的下端封闭且开设有连通第一筛管管腔和入水口的第一筛孔。
按以上技术方案，所述第一筛管的下端被构造为圆锥状结构。
按以上技术方案，所述第一筛管的侧壁上开设有所述第一筛孔。
按以上技术方案，所述第二控制装置包括第一传感器、第二传感器及用于控制电机的控制电路，所述第一传感器用于监测筛管管腔内的水压及流量，所述第二传感器用于监测第一出水通道和出水口之间的水压及流量。
按以上技术方案，其还包括第二筛管，所述第二筛管设于最底层配水层内的配水装置的下端，所述第二筛管的上端与所述第二管件连通、下端封闭，所述第二筛管的管体上开设有第二筛孔。
按以上技术方案，所述第一管件的外周还套设有扶正部件，所述扶正部件的外径小于所述套管的内径。
对比现有技术，本发明的有益特点为：
1）、该分层注水系统，通过密封组件将套管的管腔划分为相互独立的若干个配水层，各层之间的配水量可分别调控，每层配水层内的电机驱动转动出水件转动，使第一出水通道与第二出水通道连通或者错开，从而调节该层的配水量，便于调节，且调节精度高；
2）、该分层注水系统，固定出水件设于转动出水件的下端，水由下至上流入转动出水件内，可利用重力的作用筛除水中的较大杂质，防止杂质磨损转动出水件，提高了使用寿命；
3）、该分层注水系统，通过电缆组件实现了井下与地面信号的实时传输，保证了对井下信息获取的时效性和可靠性，并通过电缆组件对井下装置供电，节省了由于更换电池而产生的施工成本。
附图说明
图1为本发明实施例结构示意图；
图2为本发明实施例中配水装置结构示意图；
图3为图2的局部结构示意图；
图4为本发明实施例中转动出水件结构示意图；
图5为本发明实施例中固定出水件结构示意图；
图6为本发明实施例中过电缆封隔装置结构示意图；
其中：1-套管（1a-配水层、101-套管的管腔、102-套管的管体）、2-过电缆封隔装置（201-第一管件（201a-第一管件的第一连接端）、202-密封组件、203-扶正部件）、3-配水装置（301-第二控制装置（3011-第一传感器、3012-第二传感器、3013-控制电路）、302-电机、303-转轴、304-转动出水件（3041-第一出水通道）、305-固定出水件（3051-第二出水通道）、306-第二管件（306a-第二管件的第二连接端、3061-第二管件的管体（30611-出水口、30612-入水口））、3062-第二管件的管腔）、307-第一筛管（3071-第一筛管管腔、3072-第一筛孔））、4-电缆组件、5-第一控制装置、6-油管、7-第二筛管（701-第二筛孔）。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
请参考图1至图6，本发明实施例分层注水系统，在实现不同层位的有效封隔时，还能够允许电缆组件4穿过，为不同层位配水装置3供电，并进行流量调控和实时的信号传输，所述系统包括上端开口且下端封闭的油气井套管1、若干个过电缆封隔装置2、若干个配水装置3、电缆组件4、及第一控制装置5，所述油气井套管1内从上至下交错间隔分布有所述过电缆封隔装置2和配水装置3，所述过电缆封隔装置2和所述配水装置3通过油管6连通，所述电缆组件4的一端穿过各过电缆封隔装置2并依次与每个配水装置3连接，所述电缆组件4的另一端与所述第一控制装置5连接；
所述过电缆封隔装置2包括与所述油管6连通的第一管件201，所述第一管件201的上下两端被构造为与所述油管6固定的第一连接端201a，所述第一管件201外套设有密封组件202，所述密封组件202能膨胀至与所述套管1的内壁贴合，以将套管的管腔101划分为相互独立的若干个配水层1a；
所述套管的管体102上与每个配水层1a对应区域均开设有与外界连通的配水口；
所述配水装置3包括第二控制装置301、电机302、转轴303、转动出水件304、与所述转动出水件304配合的固定出水件305、及与所述油管6连通的第二管件306，所述第二管件306的上下两端被构造为与所述油管6固定的第二连接端306a，所述第二管件306的外壁与所述套管1的内壁之间具有间隙形成环形腔室，所述第二管件的管体3061上设有封闭的容纳区域，所述容纳区域内设置有依次电连接的所述第二控制装置301、电机302、及转轴303，所述电缆组件4穿过所述第二管件的管体3061与所述第二控制装置301连接，所述转轴303穿过所述第二管件的管体3061伸出所述容纳区域外并与所述转动出水件304连接，所述转动出水件304上开设有若干个第一出水通道3041，所述第一出水通道3041的延伸方向与所述转轴303轴线方向平行，所述第二管件的管体3061上开设有连通第一出水通道3041和所述环形腔室的出水口30611，所述固定出水件305设于所述转动出水件304下端且与所述第二管件306固定，所述固定出水件305上开设有与所述第一出水通道3041配合的第二出水通道3051，所述第二管件的管体3061上开设有连通第二出水通道3051和第二管件管腔3062的入水口30612。
优选地，为了防止电缆组件4内进水，所述电缆组件4包括电缆内芯和包裹在电缆内芯外表面的防水层，所述电缆内芯为相互绞合的供电电缆和信号传输电缆。供电电缆用于为配水装置3提供运行电能，电机302带动转动出水件304转动，调整配注口径。信号传输电缆用于传输配注流量调整信号和进行实时的温度、压力、流量信息的传送。
更优选地，为了提高电缆组件4的强度，防止电缆组件4磨损，所述防水层为钢管。
优选地，为了进一步过滤水中的杂质，提高转动出水件304、转轴303及电机302的使用寿命，所述固定出水件305和所述入水口30612之间设置有第一筛管307，所述第一筛管307的上端开口且与所述固定出水件305连通，所述第一筛管307的下端封闭且开设有连通第一筛管管腔3071和入水口30612的第一筛孔3072。
更优选地，为了增加流入第一筛管307内的水量，所述第一筛管307的下端被构造为圆锥状结构。
优选地，为了增加流入第一筛管307内的水量，所述第一筛管307的侧壁上开设有所述第一筛孔3072。
优选地，为了准确监控水流数据，根据监测信息实时准确地调整配水量，所述第二控制装置301包括第一传感器3011、第二传感器3012及用于控制电机302的控制电路3013，所述第一传感器3011用于监测第一筛管管腔3071内的水压及流量，第二传感器3012用于监测第一出水通道3041和出水口30611之间的水压及流量。控制电路3013接收到第一控制装置5传来的编码信号之后，电机302开始转动，转动出水件304随之转动，此时第一出水通道3041和第二出水通道3051连通口径发生改变，配注量也随之变化，当第二传感器3012监测到流量达到配注要求时，反馈信号至控制电路3013，电机302停止转动，此时达到调配要求。
优选地，为了防止套管1内的水回流至配水装置3中时，水中的杂质进去配水装置3内，所述分层注水系统还包括第二筛管7，所述第二筛管7设于最底层配水层1a内的配水装置3的下端，所述第二筛管7的上端与所述第二管件306连通、下端封闭，所述第二筛管7的管体上开设有第二筛孔701。
优选地，为了防止第一管件201晃动，所述第一管件201的外周还套设有扶正部件203，所述扶正部件203的外壁和套管1的内壁之间具有间隙。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属的技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种分层注水系统，其特征在于：
其包括上端开口且下端封闭的油气井套管、若干个过电缆封隔装置、若干个配水装置、电缆组件、及第一控制装置，所述油气井套管内从上至下交错间隔分布有所述过电缆封隔装置和配水装置，所述过电缆封隔装置和所述配水装置通过油管连通，所述电缆组件的一端与所述第一控制装置连接，所述电缆组件的另一端穿过各过电缆封隔装置并依次与每个配水装置连接；
所述过电缆封隔装置包括与所述油管连通的第一管件，所述第一管件的上下两端被构造为与所述油管固定的第一连接端，所述第一管件外套设有密封组件，所述密封组件能膨胀至与所述套管的内壁贴合，以将套管的管腔划分为相互独立的若干个配水层；
所述套管的管体上与每个配水层对应区域均开设有与外界连通的配水口；
所述配水装置包括第二控制装置、电机、转轴、转动出水件、与所述转动出水件配合的固定出水件、及与所述油管连通的第二管件，所述第二管件的上下两端被构造为与所述油管固定的第二连接端，所述第二管件的外壁与所述套管的内壁之间具有间隙形成环形腔室，所述第二管件的管体上设有封闭的容纳区域，所述容纳区域内设置有依次电连接的所述第二控制装置、电机、及转轴，所述电缆组件穿过所述第二管件的管体与所述第二控制装置连接，所述转轴穿过所述第二管件的管体伸出所述容纳区域外并与所述转动出水件连接，所述转动出水件上开设有若干个第一出水通道，所述第一出水通道的延伸方向与所述转轴轴线方向平行，所述第二管件的管体上开设有连通第一出水通道和所述环形腔室的出水口，所述固定出水件设于所述转动出水件下端且与所述第二管件固定，所述固定出水件上开设有与所述第一出水通道配合的第二出水通道，所述第二管件的管体上开设有连通第二出水通道和第二管件管腔的入水口。
2.如权利要求1所述的分层注水系统，其特征在于：所述电缆组件包括电缆内芯和包裹在电缆内芯外表面的防水层，所述电缆内芯为相互绞合的供电电缆和信号传输电缆。
3.如权利要求2所述的分层注水系统，其特征在于：所述防水层为钢管。
4.如权利要求1所述的分层注水系统，其特征在于：所述固定出水件和所述入水口之间设置有第一筛管，所述第一筛管的上端开口且与所述固定出水件连通，所述第一筛管的下端封闭且开设有连通第一筛管管腔和入水口的第一筛孔。
5.如权利要求4所述的分层注水系统，其特征在于：所述第一筛管的下端被构造为圆锥状结构。
6.如权利要求4所述的分层注水系统，其特征在于：所述第一筛管的侧壁上开设有所述第一筛孔。
7.如权利要求1所述的分层注水系统，其特征在于：所述第二控制装置包括第一传感器、第二传感器及用于控制电机的控制电路，所述第一传感器用于监测筛管管腔内的水压及流量，所述第二传感器用于监测第一出水通道和出水口之间的水压及流量。
8.如权利要求1所述的分层注水系统，其特征在于：其还包括第二筛管，所述第二筛管设于最底层配水层内的配水装置的下端，所述第二筛管的上端与所述第二管件连通、下端封闭，所述第二筛管的管体上开设有第二筛孔。
9.如权利要求1至8任一项所述的分层注水系统，其特征在于：所述第一管件的外周还套设有扶正部件，所述扶正部件的外径小于所述套管的内径。
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