CN107294221B - 井下开关控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种井下开关控制系统及方法，所述系统包括：井下发射装置，在下井工具的带动下沿油水井上下移动，用于在与井下接收装置之间的距离值小于或者等于预设阈值时，向至少一个井下接收装置发送无线信号，无线信号中携带电能，以及，携带对井下开关的姿态进行控制的开关控制指令；井下接收装置，设置于油水井内与油层对应的位置，用于接收所述无线信号，利用电能为自身供电，并将其内部的井下开关的姿态调整为目标姿态，达到提高井下开关控制的稳定性，降低电能补充难度，无需将开关从井下拆卸下来便可进行电能补充，可根据实际生产状况来灵活调整井下开关的姿态，提高油田作业效率，可保障油田长期有效生产的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及油井自动控制技术领域，尤其是涉及一种井下开关控制系统及方法。
背景技术
我国各大主力油田已进入开采中后期，含水率迅速上升，由于各油层之间渗透率不同，在注水采油时，高渗透率油层与中、低渗透力油层在吸水能力、水线推进度、地层压力、采油速率、水淹情况等方面各不相同，致使各油层间矛盾突出，层间干扰严重，严重影响油田开采效果。为提高油田的开采效率，需要有目的性地对含水率高的油层进行封堵，实现稳油控水。其解决方法是在油水井中下入封隔器、油井阀、配水器等井下工具，把含油率、含水率不同的油层分隔开，实现对不同含水率的油层进行分层注水与不同含油率的油层分层采油。
分层采油与分层注水是油田提高原油开采率、减小层间干扰、维持油田长期稳产的有效技术途径。而在分层作业过程中，其核心技术就是需要实时控制井下各目标油层的井下开关的开启/关闭以及调节井下开关的开度。
然而，目前的井下开关控制方式会出现以下问题：对于电缆式井下控制开关的电缆线路信号随距离增加而衰减，通讯效果越来越差，造成深井内与各目标油层的井下开关的通讯困难；对于电池供电的井下开关，电能补充困难，难以长期使用等。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种井下开关控制系统及方法，以缓解现有技术中存在的与井下开关的通讯、电能补充困难的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种井下开关控制系统，包括：井下发射装置和井下接收装置；
所述井下发射装置，用于设置于油水井内，并在下井工具的带动下沿所述油水井上下移动，用于在与所述井下接收装置之间的距离值小于或者等于预设阈值时，向至少一个所述井下接收装置发送无线信号，所述无线信号中携带电能，以及，携带将井下开关的姿态调整到目标姿态的开关控制指令；
所述井下接收装置，设置于油水井内与油层对应的位置，用于接收所述无线信号，利用所述电能为自身供电，并将其内部的井下开关的姿态调整为所述目标姿态。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述井下发射装置包括：电源模块、第一微控制器、逆变电路、信号调制电路和磁耦合发射线圈；
所述逆变电路的供电端与所述电源模块连接，所述逆变电路的控制端与所述第一微控制器连接，所述逆变电路的输出端与所述磁耦合发射线圈连接，用于根据所述第一微控制器的控制将电源模块提供的直流电转化为交流电；
所述磁耦合发射线圈，用于向至少一个所述井下接收装置发送携带交流电的电能的无线信号；
所述信号调制电路的输入端与所述第一微控制器连接，所述信号调制电路的输出端与所述磁耦合发射线圈连接，用于将所述开关控制指令调制在待发送的所述无线信号上。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述井下发射装置还包括：线圈电流采样电路和脉冲宽度调制PWM电路；
所述线圈电流采样电路，其检测端与所述磁耦合发射线圈连接，其输出端与所述第一微控制器连接，用于检测所述磁耦合发射线圈的电流值，并将所述电流值发送给所述第一微控制器；
所述第一微控制器，还用于根据所述电流值生成功率控制指令；
PWM电路，其输入端与所述第一微控制器的输出端连接，其输出端与所述逆变电路的控制端连接，用于根据所述功率控制指令调整输出频率，进而调整所述无线信号中携带电能的功率。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述井下发射装置还包括：输入电流采样电路和输入电压采样电路；
所述输入电流采样电路的输入端与所述电源模块的输出端连接，所述输入电流采样电路的输出端与所述第一微控制器连接，用于监测所述电源模块的输入电流，并将所述输入电流发送给所述第一微控制器；
所述输入电压采样电路的输入端与所述电源模块的输出端连接，所述输入电压采样电路的输出端与所述第一微控制器连接，用于监测所述电源模块的输入电压，并将所述输入电压发送给所述第一微控制器；
所述第一微控制器还用于根据所述输入电流和所述输入电压判断所述井下发射装置是否出现异常现象。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述井下接收装置，包括：磁耦合接收线圈、充电电源、信号解调电路、第二微控制器和井下开关。
所述磁耦合接收线圈的输出端与所述充电电源的输入端连接，用于利用所述无线信号携带的电能为所述充电电源充电；
所述信号解调电路的输入端与所述磁耦合接收线圈的输出端连接，所述信号解调电路的输出端与所述第二微控制器连接，用于对所述无线信号中进行解调，将解调得到的开关控制指令发送给所述第二微控制器；
所述第二微控制器的输出端与所述井下开关连接，用于将所述井下开关的姿态调整为目标姿态。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述井下接收装置，还包括：整流电路和稳压电路；
所述整流电路的输入端与所述磁耦合接收线圈连接，所述整流电路的输出端与所述稳压电路连接，所述稳压电路的输出端与所述充电电源连接，用于将所述磁耦合接收线圈输出的交流电的电能进行整流，将整流得到的直流信号进行稳压后输送给所述充电电源。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述井下接收装置，还包括：电机驱动电路和电机；
所述第二微控制器，还用于根据所述开关控制指令生成电机控制指令；
所述电机驱动电路的输入端与所述第二微控制器连接，所述电机驱动电路的输出端与所述电机连接，用于根据电机控制指令驱动所述电机转动；
所述电机的转轴与所述井下开关的阀门同轴连接，用于在转轴转动时调整所述井下开关的姿态。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述井下开关控制系统还包括：井下套管以及设置于所述井下套管内的下井工具、丢手工具、封隔器和丝堵；
所述下井工具的底部连接端与所述井下发射装置的顶部连接端连接，用于带动所述井下发射装置在所述井下套管内上下运动；
所述封隔器、所述丝堵与所述井下套管的侧壁形成封闭空间，所述井下接收装置设置于所述封闭空间内；
所述丢手工具的公扣与所述封隔器的母扣连接，用于将所述封隔器、所述丝堵和所述井下接收装置置于所述井下套管内的预设位置。
第二方面，本发明实施例还提供一种井下开关控制方法，包括：
接收用户根据监控提示输入的包含井下开关在油水井内的位置及目标姿态的第一输入操作；
当接收到包含油井编号的第二输入操作时，向与所述油井编号对应的油水井内设置于所述位置处的井下发送装置发送开关控制指令，以使所述井下发送装置向井下接收装置发送无线信号，所述无线信号中携带电能以及包含对井下开关的姿态进行控制的开关控制指令，进而使所述井下接收装置利用所述电能为自身供电，并将其内部的井下开关的姿态调整为所述目标姿态；
当未接收到所述编号输入操作时，向与上次接收到的油井编号对应的油水井内设置于所述位置处的井下发送装置发送开关控制指令。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：
获取每次发送所述开关控制指令的发送时刻及油井编号；
根据所述发送时刻及所述油井编号绘制油井开关控制曲线。
本发明实施例带来了以下有益效果：本发明实施例通过设置于油水井内，并在下井工具的带动下沿所述油水井上下移动的井下发射装置，在与所述井下接收装置之间的距离值小于或者等于预设阈值时，向至少一个所述井下接收装置发送无线信号，所述无线信号中携带电能，以及，携带将井下开关的姿态调整到目标姿态的开关控制指令；通过井下接收装置，设置于油水井内与油层对应的位置，用于接收所述无线信号，可以利用所述电能为自身供电，并可以将其内部的井下开关的姿态调整为所述目标姿态。
本发明实施例能够在下井工具带动井下发射装置移动到与井下接收装置之间的距离小于或者等于预设阈值时，井下发射装置可以向井下接收装置发送无线信号，井下接收装置利用无线信号可以为自身补充电能，并控制井下开关调整姿态，降低井下开关的电能补充难度，无需将开关从井下拆卸下来便可进行电能补充，并提高井下开关控制的稳定性，可根据实际生产状况来灵活调整井下开关的姿态，提高油田作业效率，可保障油田长期有效生产。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的井下开关控制系统的一种结构示意图；
图2为本发明实施例提供的井下开关控制系统的另一种结构示意图；
图3为图1和图2中井下发射装置的结构图；
图4为图1和图2中井下接收装置的结构图；
图5为本发明实施例提供的井下开关控制方法的流程图。
图标：11-井下发射装置；12-井下接收装置；13-井下套管；14-下井工具；15-丢手工具；16-封隔器；17-丝堵；11.1-电源模块；11.2-第一微控制器；11.3-逆变电路；11.4-信号调制电路；11.5-磁耦合发射线圈；11.6-线圈电流采样电路；11.7-脉冲宽度调制PWM电路；11.8-输入电流采样电路；11.9-输入电压采样电路；12.1-磁耦合接收线圈；12.2-充电电源；12.3-信号解调电路；12.4-第二微控制器；12.5-井下开关；12.6-整流电路；12.7-稳压电路；12.8-电机驱动电路；12.9-电机。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
由于目前的井下开关控制方式会出现以下问题：连接井下控制开关的电缆线路信号随距离增加而衰减，通讯受阻，而且，井下控制开关深入井下，电能补充困难，难以长期使用等，基于此，本发明实施例提供的一种井下开关控制系统及方法，可以在下井工具带动井下发射装置移动到与井下接收装置之间的距离小于或者等于预设阈值时，井下发射装置可以向井下接收装置发送无线信号，井下接收装置利用无线信号可以为自身补充电能，并控制井下开关调整姿态，降低井下开关的电能补充难度，无需将开关从井下拆卸下来便可进行电能补充，并提高井下开关控制的稳定性，可根据实际生产状况来灵活调整井下开关的姿态，提高油田作业效率，可保障油田长期有效生产。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种井下开关控制系统进行详细介绍，如图1所示，井下开关控制系统包括：井下发射装置11和井下接收装置12；
所述井下发射装置11，用于设置于油水井内，并在下井工具的带动下沿所述油水井上下移动，用于在与所述井下接收装置之间的距离值小于或者等于预设阈值时，向至少一个所述井下接收装置发送无线信号，所述无线信号中携带电能，以及，携带将井下开关的姿态调整到目标姿态的开关控制指令。
在本发明实施例中，井下发射装置可以在接收到PC机应用软件发送的控制信号后，根据控制信号选择至少一个井下接收装置，最后向至少一个井下接收装置发送无线信号，控制信号可以由用户根据实际情况输入的操作指令确定。例如，假设通过监视器可以监控油水井内各油层的水油情况，在用户确定油水井内存在需要调整姿态的井下开关时，可以通过控制界面输入期望调整姿态的井下开关以及期望井下开关调节到的目标姿态。
另外，应使用大功率无线供电技术，以使无线信号中携带电能应当能够直接驱动电机。
所述井下接收装置12，设置于油水井内与油层对应的位置，用于接收所述无线信号，利用所述电能为自身供电，并将其内部的井下开关的姿态调整为所述目标姿态。
在本发明实施例中，可以将油水井内每个油层对应的位置分别设置一个井下接收装置，也可以将油水井内任意数量个油层对应的位置分别设置井下接收装置，设置井下接收装置的位置及数量可以根据实际需要设定，本发明不做限定。目标姿态可以指井下开关的阀门的开启角度等等。
本发明实施例通过井下发射装置向至少一个所述井下接收装置发送无线信号，所述无线信号中携带电能，以及，携带将井下开关的姿态调整到目标姿态的开关控制指令；通过井下接收装置，设置于油水井内与油层对应的位置，用于接收所述无线信号，可以利用所述电能为自身供电，并可以将其内部的井下开关的姿态调整为所述目标姿态。
本发明实施例能够在下井工具带动井下发射装置移动到与井下接收装置之间的距离小于或者等于预设阈值时，井下发射装置可以向井下接收装置发送无线信号，井下接收装置利用无线信号可以为自身补充电能，并控制井下开关调整姿态，降低井下开关的电能补充难度，无需将开关从井下拆卸下来便可进行电能补充，并提高井下开关控制的稳定性，可根据实际生产状况来灵活调整井下开关的姿态，提高油田作业效率，可保障油田长期有效生产。
如图2所示，在本发明的又一实施例中，所述井下开关控制系统还包括：井下套管13以及设置于所述井下套管内的下井工具14、丢手工具15、封隔器16和丝堵17；
所述下井工具14的底部连接端与所述井下发射装置11的顶部连接端连接，用于带动所述井下发射装置11在所述井下套管13内上下运动；
所述封隔器16、所述丝堵17与所述井下套管13的侧壁形成封闭空间，所述井下接收装置12设置于所述封闭空间内；
所述丢手工具15的公扣与所述封隔器16的母扣连接，用于将所述封隔器16、所述丝堵17和所述井下接收装置12置于所述井下套管13内的预设位置。
本发明实施例能够将井下接收装置置于油水井内某一位置，并且能够通过封隔器及丝堵实现封层，并且可以由下井工具带动井下发射装置为井下接收装置进行供电，降低电能补充难度，实现无需将井下开关从井下拆卸下来便可对井下接收装置进行电能补充，可保障油田长期有效生产，井下发射装置全部密封到井下套管内部，彻底隔绝井下复杂油水环境下油水与导线的直接连接，避免因设备进水造成设备故障发生，可保障系统稳定运行，保障油田生产安全。
另外，图2中井下接收装置12的数量，井下发射装置11、井下接收装置12、井下套管13、下井工具14、丢手工具15、封隔器16和丝堵17的详细结构都不作限定，本领域技术人员可以根据设计或现场需要自由布局各部分位置以及相对关系。
在本发明的又一实施例中，如图3所示，所述井下发射装置11可以包括：电源模块11.1、第一微控制器11.2、逆变电路11.3、信号调制电路11.4和磁耦合发射线圈11.5。
所述逆变电路11.3的供电端与所述电源模块11.1连接，所述逆变电路11.3的控制端与所述第一微控制器11.2连接，所述逆变电路11.3的输出端与所述磁耦合发射线圈11.5连接，用于根据所述第一微控制器11.2的控制将电源模块11.1提供的直流电转化为交流电。第一微控制器可以指ARM系列STM32等。
在本发明实施例中，电源模块可以指大容量高温锂电池等，逆变电路用于将大容量高温锂电池提供的直流电转化为所需频率的交流电，交流电的频率可以预先根据实际需要设定。
所述磁耦合发射线圈11.5，用于向至少一个所述井下接收装置12发送携带交流电的电能的无线信号。
所述信号调制电路11.4的输入端与所述第一微控制器11.2连接，所述信号调制电路11.4的输出端与所述磁耦合发射线圈11.5连接，用于将所述开关控制指令调制在待发送的所述无线信号上。
在本发明实施例中，信号调制电路可以将开关控制指令编码后通过电容调制电路调制在无线信号上，以实现无线通讯功能。
本发明实施例采用第一微控制器，受井况影响小，操作成功率高，且不存在油层的水敏、机械堵塞等污染造成油田停产等问题，通过磁耦合发射线圈向井下接收装置发送携带电能及开关控制指令的无线信号，能够控制井下开关的姿态，以及能够为井下接收装置提供电能。
在本发明的又一实施例中，如图3所示，所述井下发射装置11还可以包括：线圈电流采样电路11.6和脉冲宽度调制PWM电路11.7；
所述线圈电流采样电路11.6，其检测端与所述磁耦合发射线圈11.5连接，其输出端与所述第一微控制器11.2连接，用于检测所述磁耦合发射线圈11.5的电流值，并将所述电流值发送给所述第一微控制器11.2。
所述第一微控制器11.2，还用于根据所述电流值生成功率控制指令；
PWM电路11.6，其输入端与所述第一微控制器11.2的输出端连接，其输出端与所述逆变电路11.3的控制端连接，用于根据所述功率控制指令调整输出频率，进而调整所述无线信号中携带电能的功率。
本发明实施例能够通过利用线圈电流采样电路采集磁耦合发射线圈的电流值，并将电流值作为反馈发送给第一微控制器，可以便于第一微控制器根据电流值控制PWM电路调整通过无线信号发送的电能的功率。
在本发明的又一实施方式中，如图3所示，所述井下发射装置11还可以包括：输入电流采样电路11.8和输入电压采样电路11.9；
所述输入电流采样电路11.8的输入端与所述电源模块11.1的输出端连接，所述输入电流采样电路11.8的输出端与所述第一微控制器11.2连接，用于监测所述电源模块11.1的输入电流，并将所述输入电流发送给所述第一微控制器11.2；
所述输入电压采样电路11.9的输入端与所述电源模块11.1的输出端连接，所述输入电压采样电路11.9的输出端与所述第一微控制器11.2连接，用于监测所述电源模块11.1的输入电压，并将所述输入电压发送给所述第一微控制器11.2；
所述第一微控制器11.2还用于根据所述输入电流和所述输入电压判断所述井下发射装置11是否出现异常现象。
本发明实施例能够通过输入电流采样电路和输入电压采样电路实时监控井下发射装置的输入功率，防止井下发射装置出现过流和断路现象。
在实际应用中，井下发射装置中还可以包括LED指示灯，LED指示灯可以用于指示井下发射端当前是否正在向井下接收装置发送无线信号等等，具体可以根据实际需要设定，本发明不做限定。
在本发明的又一实施例中，如图4所示，所述井下接收装置12可以包括：磁耦合接收线圈12.1、充电电源12.2、信号解调电路12.3、第二微控制器12.4和井下开关12.5。
所述磁耦合接收线圈12.1的输出端与所述充电电源12.2的输入端连接，用于利用所述无线信号携带的电能为所述充电电源12.2充电；
所述信号解调电路12.3的输入端与所述磁耦合接收线圈12.1的输出端连接，所述信号解调电路12.3的输出端与所述第二微控制器12.4连接，用于对所述无线信号中进行解调，将解调得到的开关控制指令发送给所述第二微控制器12.4；
第二微控制器可以指STM32微控制器等。
所述第二微控制器12.4的输出端与所述井下开关12.5连接，用于将所述井下开关12.5的姿态调整为目标姿态。
本发明实施例提供的井下接收装置采用第二微控制器，受井况影响小，操作成功率高，且不存在油层的水敏、机械堵塞等污染造成油田停产等问题，能够利用接收到的无线信号提供的电能为自身供电，并且能够利用无线信号中的开关控制指令控制井下开关的姿态。
在本发明的又一实施例中，如图4所示，所述井下接收装置12，还可以包括：整流电路12.6和稳压电路12.7；稳压电路可以指DC-DC稳压电路等。
所述整流电路的输入端与所述磁耦合接收线圈12.1连接，所述整流电路的输出端与所述稳压电路连接，所述稳压电路的输出端与所述充电电源12.2连接，用于将所述磁耦合接收线圈12.1输出的交流电的电能进行整流，将整流得到的直流信号进行稳压后输送给所述充电电源12.2。
本发明实施例能够为充电电源提供直流稳压的电源，以便于为充电电源充电。
在本发明的一种实施方式中，如图4所示，所述井下接收装置12，还可以包括：电机驱动电路12.8和电机12.9；
所述第二微控制器12.4，还用于根据所述开关控制指令生成电机控制指令；
所述电机驱动电路的输入端与所述第二微控制器12.4连接，所述电机驱动电路的输出端与所述电机连接，用于根据电机控制指令驱动所述电机转动；
所述电机的转轴与所述井下开关12.5的阀门同轴连接，用于在转轴转动时调整所述井下开关12.5的姿态。
本发明实施例能够通过控制电机驱动电路进而控制电机发生转动，并且通过电机转动带动井下开关的阀门的姿态。
在本发明的又一实施方式中，还提供一种井下开关控制方法，所述方法可以应用与PC机应用软件中，PC机应用软件可以提供友好的人机交互界面、提供数据分析处理/储存能力，PC机应用软件可以在接收到用户根据实际情况输入的操作指令后，给井下发射装置发送控制信号，以便于井下发射装置根据控制信号选择至少一个井下接收装置，并向至少一个井下接收装置发送无线信号确定。如图5所示，所述方法可以包括以下步骤。
步骤S101，接收用户根据监控提示输入的包含井下开关12.5在油水井内的位置及目标姿态的第一输入操作。
步骤S102，当接收到包含油井编号的第二输入操作时，向与所述油井编号对应的油水井内设置于所述位置处的井下发送装置发送开关控制指令，以使所述井下发送装置向井下接收装置12发送无线信号，所述无线信号中携带电能以及包含井下开关12.5的目标姿态的开关控制指令，进而使所述井下接收装置12利用所述电能为自身供电，并将其内部的井下开关12.5的姿态调整为所述目标姿态。
步骤S103，当未接收到所述编号输入操作时，向与上次接收到的油井编号对应的油水。
通过本发明实施例，能够向指定油水井内的井下发射装置发送开关控制指令，进而使井下发射装置向指定位置的井下接收装置发送开关控制指令，以实现控制指定油水井内指定井下开关的姿态的目的。
在本发明的又一实施方式中，所述方法还可以包括以下步骤。
获取每次发送所述开关控制指令的发送时刻及油井编号；
根据所述发送时刻及所述油井编号绘制油井开关控制曲线。
绘制油井开关控制曲线可以便于用户观察油水井内稳油控水的控制情况，简介提高油田的开采效率。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法的具体工作过程，可以参考前述装置实施例中的对应过程，在此不再赘述。
由于构成本发明必须克服井下恶劣环境(高温、高压、振动、电磁干扰等)，所以井下开关控制系统在选择配件时应当选择耐高温、耐高压、牢固性强和抗电磁干扰的配件，以满足采油井实际生产过程中的应用条件。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
本发明实施例所提供的井下开关控制装置及方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种井下开关控制系统，其特征在于，包括：PC机应用软件、井下发射装置和井下接收装置；
所述井下发射装置，设置于油水井内，并在下井工具的带动下沿所述油水井上下移动，用于在接收到开关控制指令后，在与所述井下接收装置之间的距离值小于或者等于预设阈值时，向至少一个所述井下接收装置发送无线信号，所述无线信号中携带电能，以及，携带将井下开关的姿态调整到目标姿态的开关控制指令；
所述PC机应用软件，用于接收用户根据监控提示输入的包含井下开关在油水井内的位置及目标姿态的第一输入操作；当接收到包含油井编号的第二输入操作时，向与所述油井编号对应的油水井内设置于所述位置处的井下发送装置发送开关控制指令；当未接收到所述第二输入操作时，向与上次接收到的油井编号对应的油水井内设置于所述位置处的井下发送装置发送开关控制指令；
所述井下接收装置，设置于油水井内与油层对应的位置，用于接收所述无线信号，利用所述电能为自身供电，并将其内部的井下开关的姿态调整为所述目标姿态。
2.根据权利要求1所述的井下开关控制系统，其特征在于，所述井下发射装置包括：电源模块、第一微控制器、逆变电路、信号调制电路和磁耦合发射线圈；
所述逆变电路的供电端与所述电源模块连接，所述逆变电路的控制端与所述第一微控制器连接，所述逆变电路的输出端与所述磁耦合发射线圈连接，用于根据所述第一微控制器的控制将电源模块提供的直流电转化为交流电；
所述磁耦合发射线圈，用于向至少一个所述井下接收装置发送携带交流电的电能的无线信号；
所述信号调制电路的输入端与所述第一微控制器连接，所述信号调制电路的输出端与所述磁耦合发射线圈连接，用于将所述开关控制指令调制在待发送的所述无线信号上。
3.根据权利要求2所述的井下开关控制系统，其特征在于，所述井下发射装置还包括：线圈电流采样电路和脉冲宽度调制PWM电路；
所述线圈电流采样电路，其检测端与所述磁耦合发射线圈连接，其输出端与所述第一微控制器连接，用于检测所述磁耦合发射线圈的电流值，并将所述电流值发送给所述第一微控制器；
所述第一微控制器，还用于根据所述电流值生成功率控制指令；
PWM电路，其输入端与所述第一微控制器的输出端连接，其输出端与所述逆变电路的控制端连接，用于根据所述功率控制指令调整输出频率，进而调整所述无线信号中携带电能的功率。
4.根据权利要求3所述的井下开关控制系统，其特征在于，所述井下发射装置还包括：输入电流采样电路和输入电压采样电路；
所述输入电流采样电路的输入端与所述电源模块的输出端连接，所述输入电流采样电路的输出端与所述第一微控制器连接，用于监测所述电源模块的输入电流，并将所述输入电流发送给所述第一微控制器；
所述输入电压采样电路的输入端与所述电源模块的输出端连接，所述输入电压采样电路的输出端与所述第一微控制器连接，用于监测所述电源模块的输入电压，并将所述输入电压发送给所述第一微控制器；
所述第一微控制器还用于根据所述输入电流和所述输入电压判断所述井下发射装置是否出现异常现象。
5.根据权利要求4所述的井下开关控制系统，其特征在于，所述井下接收装置，包括：磁耦合接收线圈、充电电源、信号解调电路、第二微控制器和井下开关；
所述磁耦合接收线圈的输出端与所述充电电源的输入端连接，用于利用所述无线信号携带的电能为所述充电电源充电；
所述信号解调电路的输入端与所述磁耦合接收线圈的输出端连接，所述信号解调电路的输出端与所述第二微控制器连接，用于对所述无线信号中进行解调，将解调得到的开关控制指令发送给所述第二微控制器；
所述第二微控制器的输出端与所述井下开关连接，用于将所述井下开关的姿态调整为目标姿态。
6.根据权利要求5所述的井下开关控制系统，其特征在于，井下接收装置，还包括：整流电路和稳压电路；
所述整流电路的输入端与所述磁耦合接收线圈连接，所述整流电路的输出端与所述稳压电路连接，所述稳压电路的输出端与所述充电电源连接，用于将所述磁耦合接收线圈输出的交流电的电能进行整流，将整流得到的直流信号进行稳压后输送给所述充电电源。
7.根据权利要求6所述的井下开关控制系统，其特征在于，井下接收装置，还包括：电机驱动电路和电机；
所述第二微控制器，还用于根据所述开关控制指令生成电机控制指令；
所述电机驱动电路的输入端与所述第二微控制器连接，所述电机驱动电路的输出端与所述电机连接，用于根据电机控制指令驱动所述电机转动；
所述电机的转轴与所述井下开关的阀门同轴连接，用于在转轴转动时调整所述井下开关的姿态。
8.根据权利要求1至7任一所述的井下开关控制系统，其特征在于，所述井下开关控制系统还包括：井下套管以及设置于所述井下套管内的下井工具、丢手工具、封隔器和丝堵；
所述下井工具的底部连接端与所述井下发射装置的顶部连接端连接，用于带动所述井下发射装置在所述井下套管内上下运动；
所述封隔器、所述丝堵与所述井下套管的侧壁形成封闭空间，所述井下接收装置设置于所述封闭空间内；
所述丢手工具的公扣与所述封隔器的母扣连接，用于将所述封隔器、所述丝堵和所述井下接收装置置于所述井下套管内的预设位置。
9.一种井下开关控制方法，其特征在于，包括：
接收用户根据监控提示输入的包含井下开关在油水井内的位置及目标姿态的第一输入操作；
当接收到包含油井编号的第二输入操作时，向与所述油井编号对应的油水井内设置于所述位置处的井下发送装置发送开关控制指令，以使所述井下发送装置向井下接收装置发送无线信号，所述无线信号中携带电能以及包含对井下开关的姿态进行控制的开关控制指令，进而使所述井下接收装置利用所述电能为自身供电，并将其内部的井下开关的姿态调整为所述目标姿态；
当未接收到所述第二输入操作时，向与上次接收到的油井编号对应的油水井内设置于所述位置处的井下发送装置发送开关控制指令。
10.根据权利要求9所述的井下开关控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取每次发送所述开关控制指令的发送时刻及油井编号；
根据所述发送时刻及所述油井编号绘制油井开关控制曲线。
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