CN108005623B - 井下智能配水器 - Google Patents
井下智能配水器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108005623B CN108005623B CN201810042085.8A CN201810042085A CN108005623B CN 108005623 B CN108005623 B CN 108005623B CN 201810042085 A CN201810042085 A CN 201810042085A CN 108005623 B CN108005623 B CN 108005623B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- injection well
- flow regulator
- downhole flow
- well downhole
- liquid stream
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 52
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 42
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000037361 pathway Effects 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 15
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000006854 communication Effects 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000009123 feedback regulation Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/20—Displacing by water
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
本发明属于油田注水工具领域，尤其涉及一种井下智能配水器，包括配水器外壳、流量计和电动堵塞器，配水器的中央设置有中心管，电动堵塞器以及与其配套的电路模块安装在由配水器外壳和中心管围成的封闭空间内，所述的井下智能配水器还包括液流发电装置。液流发电装置安装在上筒体和上中心管之间，液流发电装置为涡流发电装置。本发明在配水器内设置了液流发电装置，注水时，流动的液体驱动液流发电装置内的叶轮旋转，继而带动发电机上的齿轮旋转，实现发电，发电机产生的电能储存在蓄电池内，从而为电动堵塞器和流量计的工作提供稳定的电源，避免了现有技术中通过地面供电产生的电控系统稳定性差的问题。
Description
技术领域
本发明属于油田注水工具领域，尤其涉及一种井下智能配水器。
背景技术
注水是指为提高油田采收率和达到稳产、高产的目的，由地面通过注水井，将经过净化的水注入到油层中，以补充和保持能量的措施。是我国油田采油工程中普遍采用的驱油工艺，注水时，为了降低产出液的含水率，提高产油量，需要实时监控并适时控制各油层中水的注入量。
配水器是调整各油层注入量的专用工具，传统的配水器安装完毕之后，需要通过井下作业方式将配水器内的堵塞器取出，通过更换堵塞器内水嘴的方式来达到调整注入量的目的，每调整一次，至少需要作业一次，而每次作业的成本少则数万元，多则几十万元，使得调整注入量的工艺的实施成本一直居高不下。
为解决这个问题，申请号为CN201510288714.1的发明专利公开了一种注水井调控系统及其控制方法，其基本原理是：通过电缆将地面上的电缆与井下的配水器连接，配水器内设置有流量计，通过计算机监控配水器的注水流量，通过掌握实时的注水流量数据来对井下的电动堵塞器内水嘴进行反馈调节，通过将水嘴的开度调整至合适的值来实现对注入量的精确调整。然而这种配水器存在明显缺陷：这种配水器中的电气部分依靠通至井上的电缆进行供电和通信连接，而电缆在配水器下井作业过程中，以及在配水器安装后极易因进水而短路，或因磕碰而损坏。从而导致电控系统的稳定性差的问题。
发明内容
本发明提供一种井下智能配水器，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
本发明包括配水器外壳、流量计和电动堵塞器，配水器的中央设置有中心管，电动堵塞器以及与其配套的电路模块安装在由配水器外壳和中心管围成的封闭空间内，所述的井下智能配水器还包括液流发电装置，所述的配水器外壳包括由上至下通过螺纹依次连接的上接头、上筒体、安装体和下筒体，所述的中心管共有两根，分别称为上中心管和下中心管，上接头和安装体之间插接有上中心管，安装体的另一侧设置有下中心管，所述的电动堵塞器以及与其配套的电路模块安装在由配水器外壳和下中心管围成的封闭空间内；
所述的上接头内设置有使液流进入液流发电装置所在空间的进液通道，所述的安装体内设置有使流经液流发电装置的液体排至中心管内的出液通道；
所述的液流发电装置安装在上筒体和上中心管之间，液流发电装置为涡流发电装置，其结构包括定子和转子，转子包括叶轮和旋转套，定子和叶轮成对设置，定子和叶轮上均设置有叶片，所述的定子固定在上筒体上，所述的叶轮固定在旋转套上，所述的旋转套套在上中心管上，旋转套的上端通过卡在上中心管上的卡簧限位，旋转套的下端通过上中心管上的台肩限位，旋转套的下方设置有发电机，发电机的旋转轴上安装有齿轮，旋转套的下端的外侧加工有与所述的齿轮啮合的齿盘；
所述的电动堵塞器所在的封闭空间内还设置有蓄电池，蓄电池通过导线与发电机相连，从而将产生的电能储存在蓄电池中，蓄电池为电动堵塞器以及配套的电路模块供电；
所述的安装体上设置有过线孔，连接蓄电池和发电机的导线从所述的过线孔穿过，过线孔的端部设置有用于密封导线的密封组件。
所述的旋转套由滑动轴承制成。所述的密封组件的结构包括压紧螺钉、橡胶球和密封座，压紧螺钉、橡胶球和密封座的中央均设置有用于穿过导线的通孔，压紧螺钉通过螺纹连接在密封座上并将橡胶球封装在密封座内，密封座通过螺纹连接在安装体上。
本发明的有益效果为：本发明在配水器内设置了液流发电装置，注水时，流动的液体驱动液流发电装置内的叶轮旋转，继而带动发电机上的齿轮旋转，实现发电，发电机产生的电能储存在蓄电池内，从而为电动堵塞器和流量计的工作提供稳定的电源，避免了现有技术中通过地面供电产生的电控系统稳定性差的问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是密封组件的结构示意图；
图3是液流发电装置的结构示意图。
图中：1-上接头，2-液流发电组件，3-上筒体，4-安装体，5-密封组件，6-电动堵塞器，7-下筒体，8-下中心管，9-电路模块，10-蓄电池，11-出液通道，12-上中心管，13-进液通道，14-压紧螺钉，15-橡胶球，16-密封座，17-叶轮，18-定子，19-旋转套，20-发电机，21-齿轮，22-叶片，23-卡簧。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
本发明包括配水器外壳、流量计和电动堵塞器6，配水器的中央设置有中心管，电动堵塞器6以及与其配套的电路模块9安装在由配水器外壳和中心管围成的封闭空间内。以上为现有技术中的常见结构，在此不再赘述。
本发明的最主要创新点在于：所述的井下智能配水器还包括液流发电装置2。
所述的配水器外壳包括由上至下通过螺纹依次连接的上接头1、上筒体3、安装体4和下筒体7，所述的中心管共有两根，分别称为上中心管12和下中心管8，上接头1和安装体4之间插接有上中心管12，安装体4的另一侧设置有下中心管8，所述的电动堵塞器6以及与其配套的电路模块9安装在由配水器外壳和下中心管8围成的封闭空间内。
所述的上接头1内设置有使液流进入液流发电装置2所在空间的进液通道13，所述的安装体4内设置有使流经液流发电装置2的液体排至中心管内的出液通道11。注水时，一部分液流从进液通道13进入液流发电装置2所在的环形空间，流动的液体驱动液流发电装置2内的叶轮17连同旋转套19一同旋转，继而带动发电机20上的齿轮21旋转，实现发电，发电机20产生的电能储存在蓄电池10内，从而为电动堵塞器6和流量计的工作提供稳定的电源，避免了现有技术中因通过地面供电而产生的电控系统稳定性差的问题。
在本发明中，所述的液流发电装置2安装在上筒体3和上中心管12之间，从而使得配水器中央的测井通道(即中心管中央的通道)得以保留，从而保证测井工具可以顺利地下入井中。另外，配水器的整体外径通常为114mm，而实际生产时，要想使测井工具顺利下入井中，测井通道的直径通常不小于40mm，而上筒体3至少需要占用10mm的直径，上中心管12至少需要占用7mm的直径，计算可知，液流发电装置2的径向安装空间只有28.5mm(即(114-40-10-7)/2＝28.5mm)。在这种情况下，本发明设计了结构新颖的涡轮式发电装置，这种发电装置所需要的安装空间小，但发电效率较高，可很好地满足狭小空间下的安装需求。
涡轮式发电装置的结构包括定子18和转子，转子包括叶轮17和旋转套19，定子18和叶轮17成对设置，定子17和叶轮18上均设置有叶片22，所述的定子18固定在上筒体3上，所述的叶轮17固定在旋转套19上，所述的旋转套19套在上中心管12上。注水时，叶轮18在液流的冲击下旋转，从而产生使旋转套19旋转的动力。装配时，可通过顶丝固定定子17，可通过过渡配合或键连接的方式将叶轮18固定安装在旋转套19上。
旋转套19的上端通过卡在上中心管12上的卡簧23限位，旋转套19的下端通过上中心管12上的台肩限位，旋转套19旋转时，受到向下的轴向力，旋转套19的下端在该轴向力的作用下抵在所述的台肩上，因此，旋转套19旋转时卡簧2不受力，也就是说，卡簧23并不会影响旋转套19在上中心管12上的轴向限位精度。
发电机20安装在旋转套19的下方，发电机20的旋转轴上安装有齿轮21，旋转套19的下端的外侧加工有与所述的齿轮21啮合的齿盘。所述的电动堵塞器6所在的封闭空间内还设置有蓄电池10，蓄电池10通过导线与发电机20相连，从而将产生的电能储存在蓄电池10中，蓄电池10为电动堵塞器6以及配套的电路模块9供电。旋转套19和发电机20的主轴通过齿轮传动副连接，使得发电机20的转速更高，发电效率也更高，进而充分保证电动堵塞器6和流量计的供电，尤其是可在停注一段时间又再次注水后仍可保证电动堵塞器6和流量计仍可正常工作。
所述的安装体4上设置有过线孔，连接蓄电池10和发电机20的导线从所述的过线孔穿过，过线孔的端部设置有用于密封导线的密封组件5。通过设置密封组件5，可将过线孔内壁和孔内导线之间的间隙密封，从而防止液流沿过线孔进入电动堵塞器6所在的封闭空间内。
所述的密封组件5的结构包括压紧螺钉14、橡胶球15和密封座16，压紧螺钉14、橡胶球15和密封座16的中央均设置有用于穿过导线的通孔，压紧螺钉14通过螺纹连接在密封座16上并将橡胶球15封装在密封座16内，密封座16通过螺纹连接在安装体4上。将导线由密封组件5的中央穿过后，拧紧压紧螺钉14，从而将橡胶球15压紧，压紧后的橡胶球15紧贴在导线上，从而实现对导线的密封。
所述的旋转套19由滑动轴承制成，滑动轴承是一种在滑动摩擦下工作的不常见的特殊轴承，这种轴承的径向厚度较小，非常适合用于狭窄环境下安装叶轮17。
所述的电路模块9内设置有用于实现地面与井下通信的无线通信模块，使得在地面便可以对注入量进行调节。所述的下中心管8由非金属材料制成，避免对电磁信号屏蔽。
Claims (2)
1.一种井下智能配水器，包括配水器外壳、流量计和电动堵塞器(6)，配水器的中央设置有中心管，电动堵塞器(6)以及与其配套的电路模块(9)安装在由配水器外壳和中心管围成的封闭空间内，其特征在于：所述的井下智能配水器还包括液流发电装置(2)，所述的配水器外壳包括由上至下通过螺纹依次连接的上接头(1)、上筒体(3)、安装体(4)和下筒体(7)，所述的中心管共有两根，分别称为上中心管(12)和下中心管(8)，上接头(1)和安装体(4)之间插接有上中心管(12)，安装体(4)的另一侧设置有下中心管(8)，所述的电动堵塞器(6)以及与其配套的电路模块(9)安装在由配水器外壳和下中心管(8)围成的封闭空间内；
所述的上接头(1)内设置有使液流进入液流发电装置(2)所在空间的进液通道(13)，所述的安装体(4)内设置有使流经液流发电装置(2)的液体排至中心管内的出液通道(11)；
所述的液流发电装置(2)安装在上筒体(3)和上中心管(12)之间，液流发电装置(2)为涡流发电装置，其结构包括定子(18)和转子，转子包括叶轮(17)和旋转套(19)，定子(18)和叶轮(17)成对设置，定子(18)和叶轮(17)上均设置有叶片(22)，所述的定子(18)固定在上筒体(3)上，所述的叶轮(17)固定在旋转套(19)上，所述的旋转套(19)套在上中心管(12)上，旋转套(19)的上端通过卡在上中心管(12)上的卡簧(23)限位，旋转套(19)的下端通过上中心管(12)上的台肩限位，旋转套(19)的下方设置有发电机(20)，发电机(20)的旋转轴上安装有齿轮(21)，旋转套(19)的下端的外侧加工有与所述的齿轮(21)啮合的齿盘；
所述的电动堵塞器(6)所在的封闭空间内还设置有蓄电池(10)，蓄电池(10)通过导线与发电机(20)相连，从而将产生的电能储存在蓄电池(10)中，蓄电池(10)为电动堵塞器(6)以及配套的电路模块(9)供电；
所述的安装体(4)上设置有过线孔，连接蓄电池(10)和发电机(20)的导线从所述的过线孔穿过，过线孔的端部设置有用于密封导线的密封组件(5)。
2.根据权利要求1所述的一种井下智能配水器，其特征在于：所述的密封组件(5)的结构包括压紧螺钉(14)、橡胶球(15)和密封座(16)，压紧螺钉(14)、橡胶球(15)和密封座(16)的中央均设置有用于穿过导线的通孔，压紧螺钉(14)通过螺纹连接在密封座(16)上并将橡胶球(15)封装在密封座(16)内，密封座(16)通过螺纹连接在安装体(4)上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810042085.8A CN108005623B (zh) | 2018-01-17 | 2018-01-17 | 井下智能配水器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810042085.8A CN108005623B (zh) | 2018-01-17 | 2018-01-17 | 井下智能配水器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108005623A CN108005623A (zh) | 2018-05-08 |
| CN108005623B true CN108005623B (zh) | 2018-08-24 |
Family
ID=62050380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810042085.8A Active CN108005623B (zh) | 2018-01-17 | 2018-01-17 | 井下智能配水器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108005623B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108266167B (zh) * | 2018-01-17 | 2018-11-06 | 大庆市天德忠石油科技有限公司 | 一种电控配水器 |
| CN110924911B (zh) * | 2019-12-11 | 2020-11-24 | 东北石油大学 | 一种井下充电式智能配水器 |
| CN110984927B (zh) * | 2019-12-11 | 2020-07-28 | 东北石油大学 | 一种自发电式智能无线配水器 |
| CN114517668A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-05-20 | 哈尔滨艾拓普科技有限公司 | 基于中空力矩电机的井下智能配水配产器 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5142608A (en) * | 1991-04-29 | 1992-08-25 | Meshekow Oil Recovery Corp. | Horizontal steam generator for oil wells |
| US5273108A (en) * | 1992-10-21 | 1993-12-28 | Piper Oilfield Products, Inc. | Closure apparatus for blow out prevention |
| CN202338307U (zh) * | 2011-11-03 | 2012-07-18 | 中国石油天然气股份有限公司 | 自动偏心配水器 |
| CN204212755U (zh) * | 2014-10-31 | 2015-03-18 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一体式同心配水器 |
| CN206246101U (zh) * | 2016-11-18 | 2017-06-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种桥式机构小流量长效配水器 |
| CN207332852U (zh) * | 2018-01-17 | 2018-05-08 | 大庆市天德忠石油科技有限公司 | 井下智能配水器 |
-
2018
- 2018-01-17 CN CN201810042085.8A patent/CN108005623B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5142608A (en) * | 1991-04-29 | 1992-08-25 | Meshekow Oil Recovery Corp. | Horizontal steam generator for oil wells |
| US5273108A (en) * | 1992-10-21 | 1993-12-28 | Piper Oilfield Products, Inc. | Closure apparatus for blow out prevention |
| CN202338307U (zh) * | 2011-11-03 | 2012-07-18 | 中国石油天然气股份有限公司 | 自动偏心配水器 |
| CN204212755U (zh) * | 2014-10-31 | 2015-03-18 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一体式同心配水器 |
| CN206246101U (zh) * | 2016-11-18 | 2017-06-13 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种桥式机构小流量长效配水器 |
| CN207332852U (zh) * | 2018-01-17 | 2018-05-08 | 大庆市天德忠石油科技有限公司 | 井下智能配水器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108005623A (zh) | 2018-05-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108005623B (zh) | 井下智能配水器 | |
| CN207332852U (zh) | 井下智能配水器 | |
| CN104481518B (zh) | 一种振荡剪切式泥浆脉冲发生器及控制方法 | |
| CN107701107A (zh) | 一种静态内推靠铰接式高造斜率旋转导向工具及控制方法 | |
| CN109025820B (zh) | 一种全旋转液压内推靠式高造斜率旋转导向工具 | |
| CN103452482B (zh) | 锥形齿轮组换向井下脉冲射流增压装置 | |
| CN108590608B (zh) | 井下智能配注器 | |
| CN106639944A (zh) | 一种涡轮式井下水力振荡器 | |
| CN111749663A (zh) | 一种分层注聚用配注器，聚合物智能化分注系统及应用 | |
| CN107620703A (zh) | 机泵一体潜油直驱螺杆泵采油装置及方法 | |
| CN108266167B (zh) | 一种电控配水器 | |
| CN102635486B (zh) | 涡轮驱动型井下泥浆发电机 | |
| CN108286424B (zh) | 电控配注器 | |
| CN207406328U (zh) | 一种电控配水器 | |
| CN104612670B (zh) | 一种石油钻井用磁传动隔离式泥浆压力波快速数据传输装置 | |
| CN207393378U (zh) | 井下智能配注器 | |
| CN105422053B (zh) | 一种潜油直驱螺杆泵吞吐采油装置 | |
| CN107165574B (zh) | 一种冲锤式冲击螺杆钻具 | |
| CN206571617U (zh) | 导液部件以及包含该导液部件的井下发电单元 | |
| CN207348835U (zh) | 电控配注器 | |
| CN109372480A (zh) | 一种注水井活动式井下发电装置及方法 | |
| CN104514666B (zh) | 一种注水井井下发电系统及方法 | |
| CN102251908B (zh) | 油田油水井井下专用水轮发电装置 | |
| CN108119293B (zh) | 一种井下发电装置 | |
| CN102080570A (zh) | 一种双涡轮井下大功率发电机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |