CN108798617B - 一种井下智控式集成配注装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油开采技术领域内一种井下智控式集成配注装置，包括依次连接的上接头、封配主体、复合内管和下接头，上接头外周设有集成控制仓，集成控制仓下部与封配主体外周密封连接，封配主体下侧外周设有中连接套，复合内管与中连接套之间设有进液阀，进液阀下侧内周连接有中封管，进液阀下侧设有扩张式的封隔器；封配主体的环形周壁内并列设置了两个计量和调配机构，分别用于测调封隔器上侧和下侧的地层注水，集成控制仓内用于安置两机构的电池、监测及控制元件。本发明中将两个单体智能配水器和封隔器的功能合为一体，并将两台单体智能配水器集成置于封隔器一端，实现分层注水同步配注验证，大幅减短工具总长度，适应各种井况的分注井应用。

Description

一种井下智控式集成配注装置

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，特别涉及一种井下细分层注水装置 。

背景技术

油田的分层注水、注气等工艺正朝着智能化方向发展，对地层压力、分层流量和温度等参数进行实时监测，并做出定量的分析，提高油田的开采水平。上述监测数据需及时采集、上传至地上。目前的分层注水工具主要有以下两类：

采用无缆方式的智能配水器在井下均为一个独立的工作单元，多个智能工具同时工作时各测试数据不能共享，测试时间长且不确定，电池容量大且寿命不确定；如专利号为200920083855.X的注水井智能配水器的专利说明书中提出了一种无需投捞施工、可在地面遥控工作的注水井智能配水器，不需要在井筒起下钢丝或电缆，一趟管柱即完成配水、测试等多功能。

采用管柱及井下工具上置电缆上传方式的智能配水器，在井下两个配水工具是通过电缆穿越封隔器来连接,配水工具和封隔器均为独立单元，下井时两工具电缆连接点多、现场操作工序复杂；如专利申请号为201120566313.5的电缆式注水井智能测调配水器，解决现有配水器实时性差、无法长时间实时对井下压力、温度、流量数据、流量调配过程和流量变化进行直读和监测。

发明内容

本发明针对现有技术中分层注水工具存在的井下有缆智能工具的电缆连接点多、现场操作复杂、多个无缆智能工具数据无法共享等问题，提供一种将两个单体智能配水器和封隔器的功能合为一体的井下智控式集成配注装置，并将两台单体智能配水器集成置于封隔器一端，实现分层注水同步配注验证，大幅减短工具总长度，适应各种井斜的分注井中。

本发明的目的是这样实现的，一种井下智控式集成配注装置，包括依次连接的上接头、封配主体、复合内管和下接头，其特征在于，所述上接头外周设有集成控制仓，所述集成控制仓下部与封配主体外周密封连接，所述封配主体下侧外周设有中连接套，所述复合内管与中连接套之间设有进液阀，所述进液阀下侧内周连接有中封管，所述进液阀下侧的中封管外周设有扩张式的封隔器；所述封配主体的环形周壁内分别并列设有两组计量机构和配水机构，分别用于测调封隔器上侧和下侧地层的注水量，所述集成控制仓内用于封装电源、监测元件及控制元件；所述封配主体轴向中心设有中空的液流通道，封配主体的下端内侧与复合内管固定连接，所述复合内管外周环空设有中封管，所述中封管与复合内管之间设有配水环空，所述配水环空通向封隔器下侧并与下侧的地层连通，所述配水环空的上侧与其中之一配水机构的出水端连通，所述另一配水机构的出液口与封隔器上侧的地层连通，所述下接头径向设有与配水环空连接的出液口。

本发明的井下智控式集成配注装置，在封隔器的上侧的封配主体内设置两个独立的配水机构共用一个集成控制仓，分别用于测调控制封隔器上侧地层和下侧地层注水参数，封配主体上侧的集成控制仓用于封装电源、监测元件及控制元件，当封隔器座封后，可以通过两个独立的配水机构同时进行上层和下层的注水参数的调控和测试，并及时监测和诊断封隔器和地层吸水情况。因此，本发明的有益效果为：一个封隔器和两个单体智能配水机构优化组合为一个工具，在井下实现了测试数据、电源共享；地面控制系统能及时接收测试结果、发送各层配注指令，通过采集的上、下地层和管内压力数据，简化了封隔器验封工序，节约测试成本，提高了井下参数录取的准确性。

为便于集成控制仓的密封连接，所述集成控制仓包括上接头、活塞环和仓外壳，所述活塞环的环体轴向密封贯穿有钢管线缆，所述集成控制仓内还设有集成控制芯板，所述集成控制芯板分别与计量机构和配水机构连接，分别用于控制两配水机构的动作，并采集两组计量机构的测试数据。本发明的结构中，集成控制仓的所有控制线缆均从钢管线缆统一进出，并从井套传输到地面，实现控制和检测数据与地面的传输。

为进一步实现两个独立的配水机构同时进行上层和下层的注水参数的调控和测试，所述封配主体上端内周和外周分别螺纹密封连接上接头和仓外壳，所述封配主体的环形周壁内分别设有用于安装调配水机构的主偏心孔一和主偏心孔二，所述主偏心孔一和主偏心孔二内分别设有通过正反旋转进行开度大小调节的上水嘴机构和下水嘴机构； 所述主偏心孔一对应的封配主体的环形周壁内设有流量测试孔一用于测量上水嘴机构内液流的流量，所述流量测试孔一内设有非接触式流量计一和流量探头一，所述非接触式流量计一与控制芯板传输连接；所述主偏心孔二对应的封配主体环形周壁内设有流量测试孔二用于测量下水嘴机构内液流的流量，所述流量测试孔二内设有非接触式流量计二和流量探头二，所述非接触式流量计二与控制芯板传输连接。 本发明的两个配水机构分别设置在主偏心孔一和主偏心孔二内，各配水机构分别设置独立的流量计量部件便于监测和控制上侧地层和下侧地层的配水流量。

为保证两个配水机构独立可调的配水功能，所述上水嘴机构和下水嘴机构分别包括一驱动套，所述驱动套分别设置在主偏心孔一和主偏心孔二内，各驱动外套内分别滑动连接有动力套，所述动力套内通过驱动键连接有用于轴向驱动动力套滑动的驱动电机，所述驱动电机安装于仓外壳与上接头之间的环空内并与电池和控制芯板连接，所述动力套下端固定套接有空心的驱动轴，所述驱动轴下端设有用于固定安装水嘴的内孔，所述水嘴另一端伸出驱动轴内孔外端的周向设有侧向出水口，所述水嘴的外周滑动配合套设有用于调节侧向出水口开关大小的嘴套，所述嘴套分别对应固定于主偏心孔一和主偏心孔二的内部，所述主偏心孔一和主偏心孔二的末端分别设有与封配主体中心的液流通道连通的上进液通道和下进液通道，所述主偏心孔一内的水嘴的侧向出水口对应的封配主体内设有与封隔器上侧的地层连接的出液通道一，所述主偏心孔二内的水嘴的侧向出水口对应的封配主体内设有出液通道二，所述出液通道二与配水环空连通。本发明的两个配水机构分别设置在主偏心孔一和主偏心孔二内，进液液流分别通过各自的进液通道与各自的水嘴连通，出液液流分别通过出液通道一和出液通道二通向上侧地层和下侧地层，实现同时分层注水。配水机构中，驱动电机通过控制芯板的控制指令可以驱动动力套正转或反转，动力套带动驱动轴转动，驱动轴产生上下滑动，驱动轴带动水嘴上下滑动，水嘴相对嘴套滑动时，可以调节水嘴侧向出水口的开度大小或开关侧向出水口，从而实现向地层注水量的调节。

为便于对两配水机构前后液体压力的监测，所述封配主体还设有用于测试上水嘴机构进液、出液和下水嘴机构出液压力的压力计一、压力计二和压力计三；与主偏心孔一平行的封配主体内分别设有上嘴前导压孔和上嘴后导压孔，所述上嘴前导压孔与封配主体的中心通道连通，所述上嘴后导压孔与出液通道一连通，所述压力计一和压力计二分别设于上嘴前导压孔和上嘴后导压孔内；与主偏心孔二平行的封配主体内设有下嘴后导压孔，所述下嘴后导压孔与出液通道二连通，所述下嘴后导压孔内设置压力计三。

为防止注入地层的水反流，所述封配主体内对应出液通道一和出液通道二通向地层的出液口分别设有单向出液阀一、单向出液阀二。

为实现本装置中封隔器的封隔通道的连通及下层配水通道与下水嘴机构的出液道通的连通，所述封配主体下端外螺纹密封连接所述中连接套，所述主偏心孔二内的配水机构的出液通道的出口与中连接套的上部连通，所述进液阀设置于中连接套的下部与复合内管之间，所述复合内管分别设有与进液阀和配水环空连通的通道，所述进液阀用于连通整个集成配注装置的中心通道和下部的封隔器。

进一步的，所述进液阀的进口与复合内管的中心通道连通，所述进液阀的出口与封隔器的扩张胶筒连通，所述封隔器包括螺纹连接于进液阀下部外周的上护套，所述上护套的下部依次连接有扩张胶筒和下护套，所述下护套下部与下接头连接，所述进液阀下部内周螺纹连接有中封管，所述中封管向下沿伸至下接头并与下接头内周密封连接，所述中封管与封隔器的上护套、扩张胶筒和下护套之间形成座封环空。

为便于将出液通道二流出的液流导入下部地层实现下层的注水，所述复合内管对应进液阀的外周部设有与进液阀密封配合的凸出的轴肩，所述轴肩的上侧对应中连接套与封配主体之间的出液环空，所述轴肩的下侧对应中封管与复合内管之间配水环空，所述轴肩的环周轴向设有月牙通道，所述月牙通道用于连通中连接套上部腔体和配水环空，并且月牙通道沿轴肩的周向等间距设置1—4个。

为便于将复合内管中心通道的液体经进液阀引入封隔器的座封环空，所述复合内管的两相邻月牙通道之间设有径向进液孔，所述径向进液孔对应进液阀的周向设有扇形通道，所述扇形通道下侧的进液阀内设有轴向出液偏孔，所述轴向出液偏孔与封隔器的座封环空连通。本发明的结构中，复合内管轴肩部位设置轴向的月牙通道用于连通上下层的注水通道，在相邻月牙通道之间设置径向进液孔用于连通封隔器的座封环空，两通道在复合内管的轴肩处垂直交错但互不连通，两股液流互不影响，相互独立工作。

附图说明

图1为本发明的井下智控式集成配注装置的结构示意图。

图2为封配主体内上配水机构的展开局部放大图。

图3为图1中B-B沿的局部剖面图。

图4为封配主体内下配水机构的展开局部放大图。

图5为图1中沿C-C的局部剖面图。

图6为图1中D处的局部放大图。

图7为图6中沿E-E的局部剖面图。

其中，1上接头；2钢管线缆；3密封压帽；4活塞环；5止转销；6锁环；7仓外壳；8电池；9驱动电机；10螺栓；11卡套；12驱动键；13封配主体；13-1 上嘴进液口；13-2上进液流道；13-3径向连孔；13-4上嘴座流道；13-5流量测试孔一；13-6上嘴前导压孔；13-7上嘴后导压孔；13-8出液通道一; 13-9下嘴进液口；13-10下进液流道；13-11径向连孔；13-12下嘴座流道；13-13径向连孔；13-14 出液通道二；13-15下出液径向孔；13-16下嘴后导压孔；13-17流量测试孔二； 14上配水机构；15下配水机构；16驱动外套；17动力套；18压力计二；19限位环；20驱动轴；21螺钉；22活动套；23上弹簧；24丝套；25下弹簧；26上水嘴；26-1侧出水口；27密封圈；28嘴套；29密封圈；30密封圈；31堵头；32压力计一；33非接触式流量计一；33-1连接线；33-2流量探头一；34单向出液阀一；35导流帽；36长驱动套；37长动力套；38驱动轴；39下水嘴；39-1侧出水口；40下嘴套；41非接触式流量计二；42压力计三；42-1连接线；43中连接套；44复合内管；44-1支撑台阶；44-2月牙通道；44-3径向进液孔；45进液阀；45-1扇形通道；45-2轴向出液偏孔；46中封管；47上护套；48扩张胶筒；49下护套；50下接头；51单向出液阀二；52导流帽；53定位套；54配水环空。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-图7所示为本发明井下智控式集成配注装置，包括依次连接的上接头1、封配主体13、复合内管44和下接头50，上接头1外周设有集成控制仓，集成控制仓下部与封配主体13外周密封连接，封配主体13下侧外周设有中连接套43，复合内管44与中连接套43之间设有进液阀45，进液阀45下侧内周连接有中封管46，进液阀45下侧设有扩张式封隔器；封配主体13的环形周壁内分别并列设有两组计量机构和配水机构，分别用于测调封隔器上侧和下侧地层的注水量，集成控制仓内用于封装电源、监测元件及控制元件；封配主体13轴向中心设有中空的液流通道，封配主体13的下端内侧与复合内管44固定连接，复合内管44外周环空设有中封管46，中封管46与复合内管44之间设有配水环空54，配水环空54通向封隔器下侧并与下侧的地层连通，配水环空54的上侧与其中之一配水机构的出水端连通，另一配水机构的出液口与封隔器上侧的地层连通，下接头50径向设有与配水环空54连接的出液口。

为便于集成控制仓的密封连接，集成控制仓包括上接头1、活塞环4和仓外壳1，活塞环4的环体轴向密封贯穿有钢管线缆2，集成控制仓内还设有集成控制芯板，集成控制芯板分别与计量机构和配水机构连接，分别用于控制两配水机构的动作，并采集两组计量机构的测试数据。本实施例中，仓外壳7环空套装于上接头1外周，仓外壳7上端内周与上接头1外周密封设置活塞环4，仓外壳7与活塞环4之间设有径向的止转销5，活塞环4的环体轴向设有用于贯穿钢管线缆2的贯穿孔，钢管线缆2与活塞环4的贯穿孔两端分别通过螺纹连接的密封压帽3连接，钢管线缆2与活塞环之间还设有防止钢管线缆串动的锁环6。本发明的结构中，集成控制仓内部形成密封腔体便于电器元件和控制元件的密封安装，集成控制仓的所有控制线缆均从钢管线缆统一进出，并从井套传输到地面，实现控制和检测数据与地面的传输。

为进一步实现两个独立的配水机构同时进行上层和下层的注水参数的调控和测试，本实施例的封配主体13上端内周和外周分别螺纹密封连接上接头1和仓外壳7，封配主体的环形周壁内分别设有用于安装调配水机构的主偏心孔一和主偏心孔二，主偏心孔一和主偏心孔二内分别设有通过正反旋转进行开度大小调节的上水嘴机构14和下水嘴机构15；主偏心孔一对应的封配主体13的环形周壁内设有流量测试孔一13-5用于测量上水嘴机构内液流的流量，流量测试孔一13-5内设有非接触式流量计一33和流量探头一33-2，非接触式流量计一33-1与控制芯板传输连接；主偏心孔二对应的封配主体环形周壁内设有流量测试孔二13-17用于测量下水嘴机构内液流的流量，流量测试孔二13-17内设有非接触式流量计二41和流量探头二，非接触式流量计二41与控制芯板传输连接。 本发明的两个配水机构分别设置在主偏心孔一和主偏心孔二内，各配水机构分别设置独立的流量计量部件便于监测和控制上侧地层和下侧地层的配水流量。

如图2所示，其中本实施例的上水嘴机构14包括与主偏心孔一内螺纹密封连接的驱动外套16，该驱动外套16内动密封连接有动力套17，动力套17内通过驱动键12连接有用于驱动动力套17转动的驱动电机9，驱动电机9安装于仓外壳7与上接头1之间的环空内并与电池8和控制芯板通过连接线连接，动力套17下端套接有驱动轴20，驱动轴20下端设有用于固定安装上水嘴26的内孔，并且外周通过密封圈27与驱动轴内孔密封配合，上水嘴26另一端伸出驱动轴内孔外端的周向设有侧向出水口26-1，上水嘴26的外周滑动配合套设有用于调节侧向出水口26-1开关大小的嘴套28，嘴套28固定密封于主偏心孔一的内部，主偏心孔一的末端设有与封配主体13中心的液流通道连通的进液通道，本实施例中，该进液通道由以下几部分组成：封配主体内与嘴座连通的轴向设置的上嘴座流道13-4，与上嘴座流道13-4垂直连通的径向连孔13-3，与径向连孔13-3垂直并连通的上进液流道13-2，和与上进液流道连通的上嘴进液口13-1，上嘴进液口13-1与封配主体的中心通道连通。上水嘴26的侧向出水口26-1对应的封配主体13内设有与封隔器上侧的地层连接的出液通道一13-8；为防止注入地层的水反流，如图3所示，出液通道一13-8的地层出液口设有单向出液阀一34，单向出液阀一34的出口还设有导流帽35。本发明的上配水机构，驱动电机9从控制芯板获得地面的控制信号，驱动动力套17正（或反）向转动时，动力套17带动驱动轴20轴向移动，驱动轴上的上水嘴26轴向移动，并且侧向出水口相对进出嘴套，当上水嘴26向下移动时侧出水口26-1逐渐进入嘴套内，侧出水口逐渐变小，直到关闭，当驱动轴20带动上水嘴逐渐向上移动时，侧出水口从嘴套中移出并且开度逐渐变大，直到开到最大，通过上述动作实现上水嘴测出水口的开关和开度调节，从而可以调节经上水嘴向地层的注水量。主偏心孔一内设置了限位扶下机构，在驱动外套16与驱动轴20之间设置限位环19，该限位环19与驱动外套16之间通过径向设置的螺钉21固定，限位环19作用：一是扶正驱动轴20在一定范围内的轴向滑动，二是上弹簧23的支座；在驱动轴20中部螺纹的上端设置活动套22、上弹簧23，在丝套24的下端设置下弹簧25，其作用是防止驱动轴20上、下移动与刚性端面并紧及复位机构。

同样地，如图4和图5所示，本实施的下水嘴机构15包括与主偏心孔二内螺纹密封连接的长驱动外套36，该长驱动外套36内动密封连接有长动力套37，长动力套37内通过驱动键连接有用于驱动长动力套37转动的驱动电机9，驱动电机9安装于仓外壳7与上接头1之间的环空内并与电池8和控制芯板通过连接线连接，长动力套37下端套接有可以为空心的驱动轴38，驱动轴38下端设有用于固定安装下水嘴39的内孔，下水嘴39另一端伸出驱动轴38内孔外端的周向设有侧向出水口39-1，下水嘴39的外周滑动配合套设有用于调节侧向出水口39-1开关大小的嘴套40，嘴套40固定密封于主偏心孔二的内部，主偏心孔二的末端设有与封配主体13中心的液流通道连通的进液通道，主偏心孔二内也同样设置了限位扶下机构。本实施例中，该进液通道由以下几部分组成：封配主体13内与嘴套连通的轴向设置的下嘴座流道13-12，与下嘴座流道13-12垂直连通的径向连孔13-11，与径向连孔13-11垂直并连通的下进液流道13-10，与下进液流道13-10连通的下嘴进液口13-9，下嘴进液口13-9与封配主体的中心通道连通。下水嘴39的侧向出水口39-1对应的封配主体13内设有与封隔器下侧的地层连通的出液通道二13-14与下部的配水环空连通。本实施例中的出液通道二13-14与侧向出水口39-1通过径向连孔13-13连通，出液通道13-14出口端连通有下出液径向孔13-15，该下出液径向孔与下部的导液环空54连通。导流环空的出液口设置在下接头50的侧向并设有防止注水倒流的单向出液阀二51，单向出液阀二51的出口处还设有导流帽52。主偏心孔二内也同样设有限位机构。

本发明的两个配水机构分别设置在主偏心孔一和主偏心孔二内，进液液流分别通过各自的进液通道与各自的水嘴连通，出液液流分别通过出液通道一和出液通道二通向上侧地层和下侧地层，实现同时分层注水。配水机构中，驱动电机通过控制芯板的控制指令可以实现水嘴相对嘴套的运动，以调节配水机构向出水口的开度大小或开关侧向出水口，从而实现向地层注水量的调节。

为便于对两配水机构前后液体压力的监测，封配主体13还设有用于测试上水嘴机构进液、出液和下水嘴机构出液压力的压力计一32、压力计二18和压力计三42；

为便于监控上层注水参数，封配主体13内分别设有与主偏心孔一平行的上嘴前导压孔13-6和上嘴后导压孔13-7，上嘴前导压孔13-6与上进液流道13-2连通，也就是经过上进液流道13-2和上嘴进液口13-1与封配主体13的中心通道连通，为便于在封配主体内孔的加工，上进液流道13-2的末端贯穿至封配主体的下端面，并通过堵头31和密封圈30封堵；上嘴前导压孔13-6与上进液流道13-2同轴连通，并贯穿至封配主体13的前端面，上嘴后导压孔13-7与出液通道一连通并且向前贯穿至封配主体13的前端面；上嘴前导压孔13-6和上嘴后导压孔13-7内设有压力计一32和压力计二18，压力主一32和压力计二18分别从集成控制仓内安装，主偏心孔一对应的封配主体环形周壁内还设有流量测试孔一13-5用于测量对应水嘴内液流的流量，流量测试孔一13-5内设有非接触式流量计一33和流量探头一33-2，流量测试孔一13-5也同样贯穿至封配主体13的前端面，以便于非接触式流量计的控制连接及连接线33-1从集成控制仓与控制芯板连接。

为便于监控下层注水参数，与主偏心孔二平行的封配主体内设有下嘴后导压孔13-16，下嘴后导压孔13-16与出液通道二13-14连通，下嘴后导压孔13-16内设有压力计三42，主偏心孔二对应的封配主体环形周壁内还设有流量测试孔二13-17用于测量对应的水嘴内液流的流量，流量测试孔二13-17内设有非接触式流量计二41和流量探头二41-2，非接触式流量计二41与控制芯板通过连接线41-1传输连接。

为便于封隔器座封与解封，封配主体13下端外螺纹密封连接中连接套43，下水嘴机构15的出液通道的出口与中连接套43的上部通过下出液径向孔13-15连通，进液阀45设置于中连接套43的下部与复合内管44之间，进液阀45的进口与复合内管44的中心通道连通，进液阀45的出口与封隔器的座封环空连通，封隔器包括螺纹连接于进液阀45下部外周的上护套47，上护套47的下部依次连接有扩张胶筒48和下护套49，下护套49下部与下接头50连接，进液阀45下部内周螺纹连接有中封管46，中封管46向下沿伸至下接头50并与下接头50内周密封连接，中封管46与封隔器的上护套47、扩张胶筒48和下护套49之间形成座封环空，中封管46与复合内管44之间设有配水环空54，复合内管44向下延伸至下侧地层出液口下侧的下接头内侧，并抵靠在定位套53端面，定位套53固定于下接头下内孔内；中封管46伸延至下侧地层出液口上侧的下接头内侧并与下接头50密封连接。复合内管44与进液阀45之间设有连通中连接套43上部腔体和配水环空的月牙通道44-2，配水环空54向下沿伸至下接头中间，并与下接头中部径向设置径向出口连通，该径向出口为下侧地层出液口并通过单向出液阀二实现向地层注水，并防止地层水反注。为便于将下配水机构的配水流导入下部地层实现下层的注水，复合内管44对应进液阀45的外周部设有与进液阀45密封配合的凸出的轴肩，轴肩的上侧对应中连接套43的上部腔道并与下配水机构的出液通道二连通，轴肩的下侧对应中封管46与复合内管44之间配水环空，月牙通道44-2轴向设置于轴肩的环周，并且月牙通道44-2沿轴肩的环周等间距设置1—4个。

另外，为便于将复合内管44中心通道的液体经进液阀45引入封隔器的座封环空，复合内管44的两相邻月牙通道44-2之间设有径向进液孔44-3，径向进液孔44-3对应进液阀的周向设有扇形通道45-1，该扇形通道45-1下侧的进液阀内设有轴向出液偏孔45-2，轴向出液偏孔45-2与封隔器的座封环空连通。本发明的结构中，复合内管44轴肩部位设置轴向的月牙通道44-2用于连通上下层的注水通道，在相邻月牙通道44-2之间设置径向进液孔44-3用于连通封隔器的座封环空，两通道在复合内管的轴肩处垂直交错但互不连通，两股液流互不影响，相互独立工作。

本发明的扩张式封隔器结构中，封隔器座封时，封隔主体13内的配水机构的可调水嘴关闭，油管内的座封液体经上接头1中心通道、封配主体13的中心通道和复合内管44的中心通道再经进液阀45进入封隔器的座封环空，使扩张胶筒48扩张后与井筒座封；解封时，因扩张胶筒与中心油管连通，井口的油管卸压后封隔器即可解封。另外，本发明的结构中，通过在封配主体下部设置的中连接套、进液阀和复合内管的配合结构，实现中心油管与封隔器连接的同时，又将上层配水机构的液流通过配水通道引入上层，使设置在封隔器胶筒上端的下层配水机构经配水通道引入下层进行配水。

采用本实施例的井下智控式集成配注装置一台与油管连接可以形成一级二段分注管柱，具体为上部油管与本实施例装置的上接头连接，下部油管与本实施例的装置的下接头连接，下部油管的底部依次连接固定阀、筛管和丝堵等，上钢管电缆2与其它智能工具连接或无缺陷连接出井口与地面控制系统连接，保持供电及通讯正常；座封：地面发指令，使上配水机构和下配水机构的水嘴关闭，从油管内加压，动力液经径向进液孔44-3、扇形通道45-1、轴向出液偏孔45-2进入扩张胶筒48的内腔的座封环空，扩张胶筒扩张使封隔器座封；解封（洗井）时：井口油管卸压即封隔器解封；测试调配：非接触式流量计一33和非接触式流量计二41监测上下两层的当前注入量，若大于配注量则发出关小指令、相应的低速电机9驱动水嘴向下移动、侧出水口逐渐变小，若小于配注量则发出开启指令、相应的低速电机9驱动水嘴向上移动、侧出水口逐渐开大；验封，各层压力计实时采集或存储数据，根据各压力变化情况及时诊断封隔器的工作状态。井下流量校验，两层流量计下入井中，定位在支撑台阶44-1， 与本发明的两个层入口对应，根据测试结果进行校正。

Claims (8)

1.一种井下智控式集成配注装置，包括依次连接的上接头、封配主体、复合内管和下接头，其特征在于，所述上接头外周设有集成控制仓，所述集成控制仓下部与封配主体外周密封连接，所述封配主体下侧外周设有中连接套，所述复合内管与中连接套之间设有进液阀，所述进液阀下侧内周连接有中封管，所述进液阀下侧的中封管外周设有扩张式的封隔器；所述封配主体的环形周壁内分别设有两组计量机构和配水机构，分别用于测调封隔器上侧和下侧地层的注水量，所述集成控制仓内用于封装电源、监测元件及控制元件；所述封配主体轴向中心设有中空的液流通道，封配主体的下端内侧与复合内管固定连接，所述复合内管外周环空设有中封管，所述中封管与复合内管之间设有配水环空，所述配水环空通向封隔器下侧并与下侧的地层连通，所述配水环空的上侧与其中之一配水机构的出水端连通，另一配水机构的出液口与封隔器上侧的地层连通，所述下接头径向设有与配水环空连接的出液口；所述封配主体上端内周和外周分别螺纹密封连接上接头和仓外壳，所述封配主体的环形周壁内分别设有用于安装配水机构的主偏心孔一和主偏心孔二，所述主偏心孔一和主偏心孔二内分别设有通过正反旋转进行开度大小调节的上水嘴机构和下水嘴机构；

所述主偏心孔一对应的封配主体的环形周壁内设有流量测试孔一用于测量上水嘴机构内液流的流量，所述流量测试孔一内设有非接触式流量计一和流量探头一，所述非接触式流量计一与控制芯板传输连接；

所述主偏心孔二对应的封配主体环形周壁内设有流量测试孔二用于测量下水嘴机构内液流的流量，所述流量测试孔二内设有非接触式流量计二和流量探头二，所述非接触式流量计二与控制芯板传输连接；

所述上水嘴机构和下水嘴机构分别包括一驱动外套，所述驱动外套分别设置在主偏心孔一和主偏心孔二内，各驱动外套内分别滑动连接有动力套，所述动力套内通过驱动键连接有用于轴向驱动动力套滑动的驱动电机，所述驱动电机安装于仓外壳与上接头之间的环空内并与电池和控制芯板连接，所述动力套下端固定套接有空心的驱动轴，所述驱动轴下端设有用于固定安装水嘴的内孔，所述水嘴另一端伸出驱动轴内孔外端的周向设有侧向出水口，所述水嘴的外周滑动配合套设有用于调节侧向出水口开关大小的嘴套，所述嘴套分别对应固定于主偏心孔一和主偏心孔二的内部，所述主偏心孔一和主偏心孔二的末端分别设有与封配主体中心的液流通道连通的上进液通道和下进液通道，所述主偏心孔一内的水嘴的侧向出水口对应的封配主体内设有与封隔器上侧的地层连接的出液通道一，所述主偏心孔二内的水嘴的侧向出水口对应的封配主体内设有出液通道二，所述出液通道二与配水环空连通。

2.根据权利要求1所述的井下智控式集成配注装置，其特征在于，所述集成控制仓包括上接头、活塞环和仓外壳，所述活塞环的环体轴向密封贯穿有钢管线缆，所述集成控制仓内还设有集成控制芯板，所述集成控制芯板分别与计量机构和配水机构连接，分别用于控制两配水机构的动作，并采集两组计量机构的测试数据。

3.根据权利要求2所述的井下智控式集成配注装置，其特征在于，所述封配主体还设有用于测试上水嘴机构进液、出液和下水嘴机构出液压力的压力计一、压力计二和压力计三；

与主偏心孔一平行的封配主体内分别设有上嘴前导压孔和上嘴后导压孔，所述上嘴前导压孔与封配主体的中心通道连通，所述上嘴后导压孔与出液通道一连通，所述压力计一和压力计二分别设于上嘴前导压孔和上嘴后导压孔内；

与主偏心孔二平行的封配主体内设有下嘴后导压孔，所述下嘴后导压孔与出液通道二连通，所述下嘴后导压孔内设置压力计三。

4.根据权利要求1所述的井下智控式集成配注装置，其特征在于，所述封配主体内对应出液通道一和出液通道二通向地层的出液口分别设有单向出液阀一、单向出液阀二。

5.根据权利要求1所述的井下智控式集成配注装置，其特征在于，所述封配主体下端外螺纹密封连接所述中连接套，所述主偏心孔二内的配水机构的出液通道的出口与中连接套的上部连通，所述进液阀设置于中连接套的下部与复合内管之间，所述复合内管分别设有与进液阀和配水环空连通的通道，所述进液阀用于连通整个集成配注装置的中心通道和下部的封隔器。

6.根据权利要求5所述的井下智控式集成配注装置，其特征在于，所述进液阀的进口与复合内管的中心通道连通，所述进液阀的出口与封隔器的扩张胶筒连通，所述封隔器包括螺纹连接于进液阀下部外周的上护套，所述上护套的下部依次连接有扩张胶筒和下护套，所述下护套下部与下接头连接，所述进液阀下部内周螺纹连接有中封管，所述中封管向下沿伸至下接头并与下接头内周密封连接，所述中封管与封隔器的上护套、扩张胶筒和下护套之间形成座封环空。

7.根据权利要求6所述的井下智控式集成配注装置，其特征在于，所述复合内管对应进液阀的外周部设有与进液阀密封配合的凸出的轴肩，所述轴肩的上侧对应中连接套与封配主体之间的出液环空，所述轴肩的下侧对应中封管与复合内管之间配水环空，所述轴肩的环周轴向设有月牙通道，所述月牙通道用于连通中连接套上部腔体和配水环空，并且月牙通道沿轴肩的周向等间距设置1—4个。

8.根据权利要求7所述的井下智控式集成配注装置，其特征在于，所述复合内管的两相邻月牙通道之间设有径向进液孔，所述径向进液孔对应进液阀周向设有扇形通道，所述扇形通道的下侧设有轴向出液偏孔，所述轴向出液偏孔与封隔器的座封环空连通。

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