CN109184638B - 一种注水井压力波码智能分层注水系统及工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种注水井压力波码智能分层注水系统及工艺方法，属于油田智能分层注水技术领域，本发明的注水系统包括：高压流量自控仪，高压流量自控仪一端与注水站连接，高压流量自控仪与注水站之间的管路上还设置有压力变送器一；高压流量自控仪另一端与分层注水管柱连接，高压流量自控仪与分层注水管柱之间的管路上还分别设置有压力变送器二和法兰式电磁阀，并经法兰式电磁阀与排污池连接，分层注水管柱内包含智能配水器。可以做到无需定期下电缆录取分层存储数据，摆脱人工测试作业。

Description

一种注水井压力波码智能分层注水系统及工艺方法

技术领域

本发明属于油田智能分层注水技术领域，具体涉及一种注水井压力波码智能分层注水系统及工艺方法。

背景技术

随着油田开发的深入，分注井逐年增多，测调工作量大，配套测调费用逐年升高；测调遇阻频发，导致后期检串、带压作业费用高；受压力波动、地层吸水能力变化等因素影响，检配合格率下降快，难以满足油田精细分层注水需要；同时为进一步提高注水数字化水平，探索分层注水新途径，开展了数字式分注工艺研究与试验，2012-2013年研制了集成孔板流量计的数字式配水器，采用井下无线通讯方式，存在无线通讯状态不稳定和孔板差压流量计易损等问题。2014-2015年通过优化完善，有效提升了无线通讯效果，缓解了流量计损坏问题，试验过程中通讯不稳定及孔板流量计易损问题仍然比较凸显。2015-2017年首创瞬时大功率通讯+电动机械定位的无线通讯技术，集成新型环空式电磁流量计，实现了井下稳定无线通讯及分层流量精准测试；该技术虽然免除了人工测调，但仍需定期下电缆录取分层存储数据，始终没有真正摆脱人工测试作业。

发明内容

为此本发明的目的在于解决上述现有技术中的缺陷，在地面上建立一个利用采油时井内的注水通道，生成波码并接受井下配水器发出波码的注水井压力波码智能分层注水系统及工艺方法，做到无需定期下电缆录取分层存储数据，摆脱人工测试作业。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种注水井压力波码智能分层注水系统，包括：高压流量自控仪，高压流量自控仪一端与注水站连接，高压流量自控仪另一端与分层注水管柱连接，高压流量自控仪与分层注水管柱之间的管路上还分别设置有压力变送器二和法兰式电磁阀，并经法兰式电磁阀与排污池连接，分层注水管柱内包含智能配水器。

还包括地面控制器和数显装置，地面控制器与高压流量自控仪、压力变送器二、法兰式电磁阀和数显装置电连接。

所述地面控制器内部集成有无线通讯设备，地面控制器通过所述无线通讯设备与远程中控室通讯连接。

所述分层注水管柱包括连接于注水井口的套管保护封隔器，多个智能配水器和位于最下端的井下附件，其中，所述多个智能配水器位于套管保护封隔器和井下附件之间，所述多个智能配水器中两相邻智能配水器之间具有层间封隔器，多个智能配水器通过层间封隔器依次连接，套管保护封隔器一端连接注水井口，另一端连接所述多个智能配水器，所述多个智能配水器底部连接所述井下附件。

所述井下附件包括预置工作筒、双作用凡尔、筛管和丝堵，预置工作筒、双作用凡尔、筛管和丝堵依次连接，其中预置工作筒与所述多个智能配水器中最底部的智能配水器连接。

所述层间封隔器为Y341可洗井封隔器；套管保护封隔器为Y341双密封封隔器。

所述智能配水器内包括工作筒，套接在工作筒内的过流管，以及分别连接在工作筒两端的上接头及下接头，上接头、下接头和过流管共同构成过流腔体，过流管外与工作筒内壁形成环形密封腔体，所述环形密封腔体内固定有测调发码一体化可调水嘴，测调发码一体化可调水嘴包括延伸至上接头内壁处的入水部及延伸至上接头外壁的出水部，测调发码一体化可调水嘴还包括通过驱动机构驱动并用于控制入水部和出水部之间水流量的控流连杆，其中入水部处设置有内压监测传感器，出水部处设置有外压监测传感器，内压监测传感器和外压监测传感器分别与内外压监测单元电连接，内外压监测单元与用于控制控流连杆和驱动机构的控制系统单元电连接，控制系统单元以及驱动控流连杆的驱动机构均与电池组件电连接。

还包括水闸门和注水闸门，注水站通过来水闸门与高压流量自控仪连接；所述高压流量自控仪通过注水闸门与所述分层注水管柱连接。

所述高压流量自控仪与注水站之间的管路上设置有压力变送器一。

一种注水井压力波码智能分层注水工艺方法，其特征在于， 注水站通过上游注水管线为整个装置系统提供高压来水，来水阀门上端与压力变送器一、地面控制器连接，其下端与注水站的上游注水管线连接；地面控制器、数显装置、高压流量自控仪构成地面数控系统，其间采用丝扣连接；高压流量自控仪后端分别连接注水闸门、压力变送器二和法兰式电磁阀；法兰式电磁阀后端通外界；注水闸门后端通过注水管线与注水井口连接，注水井口下端通过井下管柱依次连接套管保护封隔器、智能配水器一、层间封隔器、智能配水器二、预置工作筒、双作用凡尔、筛管、丝堵；正常注水过程，整个注水井压力波码智能分层注水装置建立了一个完全密闭的高压系统，高压流量自控仪控制系统来水情况，高压流量自控仪开度增加，系统压力增加，关闭后，注水井系统压力稳定，通过法兰式电磁阀调节控制，降低高压井系统压力，采用反复开关高压流量自控仪及法兰式电磁阀，改变注水井系统压力，实现注水井压力波动，建立密闭系统压力波码的传递，最后建立地面控制器与井下智能配水器之间建立远程通讯及控制功能。

本发明的有益效果：

（1）接受并控制井下分层流量的自动测调，确保分层注水量长期达到分层配注要求，大幅提升分层配注合格率；

（2）注水井压力波码智能分层注水装置实现地面与井下远程无线通讯，无需人工起下工具，减少人员劳动强度，降低井下作业风险。

附图说明

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明中智能配水器机械部分示意图；

图3为本发明中智能配水器电路部分示意图。

图中标记为：1、注水站；2、来水闸门；3、压力变送器一；4、地面控制器；5、数显装置；6、高压流量自控仪；7、压力变送器二；8、降压管线；9、法兰式电磁阀；10、排污池；11、注水闸门；12、注水管线；13、注水井口；14、套管保护封隔器；15、智能配水器；16、层间封隔器；17、阀门；18、预置工作筒；19、双作用凡尔；20、筛管；21、丝堵。

具体实施方式

实施例1

一种注水井压力波码智能分层注水系统，包括：高压流量自控仪6，高压流量自控仪6一端与注水站1连接，高压流量自控仪6另一端与分层注水管柱连接，高压流量自控仪6与分层注水管柱之间的管路上还分别设置有压力变送器二7和法兰式电磁阀9，并经法兰式电磁阀9与排污池10连接，分层注水管柱内包含智能配水器15。

在本实施例中，如图1所示，本发明提供了一种注水井压力波码智能分层注水装置，注水井压力波码智能分层注水装置包括注水站1、高压流量自控仪6、压力变送器二7、法兰式电磁阀9、管线、分层注水管柱；注水站1通过上游注水管线为整个装置系统提供高压来水；高压流量自控仪6的下游，为降压段，高压流量自控仪6下游分别与压力变送器二7、法兰式电磁阀9、分层注水管柱连通，下游的压力变送器二7、法兰式电磁阀9、分层注水管柱处于一个密闭的连通系统中，三者所处压强相同，三者并联；法兰式电磁阀9、高压流量自控仪6、压力变送器二7均与地面控制器4电连接，地面控制器4用于实时监测并控制整个系统，压力变送器二7用于接收下游水压波动，地面控制器4获取压力变送器二7接收到的波动提取出携带的信号信息；法兰式电磁阀9一端连通下游系统，一端接通外界，法兰式电磁阀9通过地面控制器4控制，地面控制器4发送信号时，地面控制器4通过控制电磁阀的瞬间开合，使下游系统内稳压的内部水压产生压力波动，以此产生压力波码，产生出的压力波码通过下游内部水为介质，传输至分层注水管柱内，被智能配水器15接收。

实施例2

在实施例1的基础上，还包括地面控制器4和数显装置5，地面控制器4与高压流量自控仪6、压力变送器二7、法兰式电磁阀9和数显装置5电连接。

在一实施例中，高压流量自控仪6可采集其上游和下游压力变送器二7的压力数据，从而高压流量自控仪6稳定输出水压，为智能配水器15提供稳定压力的输水用水，以及传输数据时的稳定压力波码稳定水压环境；法兰式电磁阀9通过地面控制器4控制，输出压力波码，数显装置5用于显示压力变送器二7及高压流量自控仪6中需要输出的数据信息。

匹配本发明的智能配水器可以包括以下实施方式：

智能配水器15包括，上接头31，下接头39，过流通道36和工作筒38形成配水器封闭外壳，其中工作筒38与过流通道36和上接头31、下接头39形成了一个密封腔体，用于安置内外压检测组件43、驱动机构18、电池组件46和测调发码一体化可调水嘴37，使上述组件于井下工作时处于密封状态，确保器件的密封安全；其中测调发码一体化可调水嘴37的进水口一端，伸入上接头内，其进水口一端与过流通道36连通，另一端连通外部，形成入水部32和出水部33，测调发码一体化可调水嘴37由驱动机构控制控流连杆35进而控制入水部32和出水部33之间的水流量。

控流连杆35控制水流量有以下方式：

第一种，入水部32和出水部33之间设置有一个可旋转的圆柱塞子，塞子上有带状水流槽，当驱动机构通过控流连杆35带动塞子旋转到一定角度时，带状水流槽连通入水部32和出水部33，当塞子再次旋转时，入水部32和出水部33的连通逐渐关闭；第二种，使用现有技术中陶瓷阀控制入水部32和出水部33之间的水流量，通过滚珠丝杠组件与驱动机构的组合，以驱动机构为动力，将驱动机构旋转力转换为向前的位移，进而滚珠丝杠组件推动控流连杆35，再推动陶瓷阀内的陶瓷阀芯的，进而控制入水部32和出水部33之间的水流量；第三种，现有技术中以驱动机构为动力通过控流连杆35控制双通阀进而控制入水部32和出水部33之间的水流量；等现有技术中控流技术。

电路部分，入水部32处设置有内压监测传感器42，出水部33处设置有外压监测传感器40，内压监测传感器42和外压监测传感器40负责检测配水器的内外水压，对地层压力及油管压力进行监测采集；再利用注水井节流压差嘴损方程理论，出自《自石油地质与工程》2008年3月第22卷第二期《分层注水井配水嘴嘴损曲线规律试验研究》；文章编号：1973-8217（2008）02-0079-03；计算可调水嘴处的流量，与预设地质配注量进行对比，由控制系统组件15执行水嘴调节，确保分层注水量长期达到分层配注要求，并将井下流量、压力等动态数据通过压力波码实时传输至地面；

正常注水过程，高压流量自控仪6的输出端一侧，整个注水井压力波码智能分层注水装置建立了一个完全密闭的高压系统，高压流量自控仪6控制系统来水情况，高压流量自控仪6获取压力变送器二7测量的压力，根据压力变送器二7的压力控制系统压力，使高压流量自控仪6输出端的注水井系统压力稳定，压力波码信号的输出是通过法兰式电磁阀9调节控制，采用反复开关高压流量自控仪6及法兰式电磁阀9，降低高压流量自控仪6输出端的系统压力，改变注水井系统压力，实现注水井压力波动，建立密闭系统压力波码的传递，最后建立地面控制器4与井下智能配水器15之间建立远程通讯及控制功能。

实施例3

在实施例1或实施例2的基础上，所述地面控制器4内部集成有无线通讯设备，地面控制器4通过所述无线通讯设备与远程中控室通讯连接。

在本实施例中，地面控制器4内部集成无线通讯设备，通过互联网与远程中控室建立通讯关系，地面控制器4内所有信息均分享至远程中控室，使工作人员免于常年奔波于注水井现场，监控及测量系统的运行状态，节约了人力资源，提高了发生事故的侦测效率。

实施例4

在实施例1的基础上，所述分层注水管柱包括连接于注水井口13的套管保护封隔器14，多个智能配水器15和位于最下端的井下附件，其中，所述多个智能配水器15位于套管保护封隔器14和井下附件之间，所述多个智能配水器15中两相邻智能配水器15之间具有层间封隔器16，多个智能配水器15通过层间封隔器16依次连接，套管保护封隔器14一端连接注水井口13，另一端连接所述多个智能配水器15，所述多个智能配水器15底部连接所述井下附件。

所述井下附件包括预置工作筒18、双作用凡尔19、筛管20和丝堵21，预置工作筒18、双作用凡尔19、筛管20和丝堵21依次连接，其中预置工作筒18与所述多个智能配水器15中最低部的智能配水器15连接。

所述层间封隔器16为Y341可洗井封隔器；套管保护封隔器14为Y341双密封封隔器。

在本实施例中，井下分层注水管柱内智能配水器15随油田层分层分布，智能配水器15置于油田层层内，每个智能配水器15之间均设置有层间封隔器16，用以封隔每个油层，使油层之间相互隔开，最顶部的智能配水器15上端通过套管保护封隔器14与管线连接，底部设置有井下附件。

在实施例中，井下附件包括以此连接的预置工作筒18、双作用凡尔19、筛管20和丝堵21。

在一实施例中，套管保护封隔器具体是Y341双密封封隔器，可靠密封封隔器以上油套环空，避免套管长期承压，层间封隔器具体是Y341可洗井封隔器，采用大通道设计，确保反洗井排量要求。

实施例5

在实施例1的基础上，所述智能配水器内包括工作筒38，套接在工作筒38内的过流管36，以及分别连接在工作筒38两端的上接头31及下接头39，上接头31、下接头39和过流管36共同构成过流腔体，过流管36外与工作筒38内壁形成环形密封腔体，所述环形密封腔体内固定有测调发码一体化可调水嘴37，测调发码一体化可调水嘴37包括延伸至上接头31内壁处的入水部32及延伸至上接头31外壁的出水部33，测调发码一体化可调水嘴37还包括通过驱动机构48驱动并用于控制入水部32和出水部33之间水流量的控流连杆35，其中入水部32处设置有内压监测传感器42，出水部33处设置有外压监测传感器40，内压监测传感器42和外压监测传感器40分别与内外压监测单元43电连接，内外压监测单元43与用于控制控流连杆35和驱动机构48的控制系统单元45电连接，控制系统单元45以及驱动控流连杆35的驱动机构48均与电池组件电连接。

本实施例中，如图2，图3，所示，上接头31，下接头39，过流通道36和工作筒38形成配水器封闭外壳，其中工作筒38与过流通道36和上接头31、下接头39形成了一个密封腔体，用于安置内外压监测单元43、驱动机构、电池组件和测调发码一体化可调水嘴37，使上述组件于井下工作时处于密封状态，确保器件的密封安全；其中测调发码一体化可调水嘴7的进出水控制水流量的一端，伸入上接头31内，其进出水通道一端与上接头31连通，另一端连通外部，形成入水部32和出水部33，测调发码一体化可调水嘴37由驱动机构控制控流连杆35进而控制入水部32和出水部33之间的水流量。

控流连杆35控制水流量有以下方式：

第一种，入水部32和出水部33之间设置有一个可旋转的圆柱塞子，塞子上有带状水流槽，当驱动机构通过控流连杆35带动塞子旋转到一定角度时，带状水流槽连通入水部32和出水部33，当塞子再次旋转时，入水部32和出水部33的连通逐渐关闭；第二种，采用现有技术中的自控水嘴或测调发码一体化可调水嘴37、数控水嘴；如文献：《智能分层注水数控配水器系统设计》中的数控水嘴装置，出自西安工业大学 2014年，作者：陈憬朝；第三种，现有技术中以驱动机构为动力通过控流连杆35控制双通阀进而控制入水部32和出水部33之间的水流量；等现有技术中控流技术；第四种，所述控流连杆35包括滚珠丝杠、连接环和控流阀，所述滚珠丝杠的的丝杠一端与所述驱动机构的电机轴同轴连接，另一端通过连接环与控流阀的阀芯旋转连接；其中，入水部32和出水部33之间的内壁上，位于丝杠处的内壁上固定有与丝杠配合的螺母，位于阀芯处的内壁上固定有与阀芯配合的阀套；丝杠和连接环内部具有连通的通孔，入水部32通过所述通孔连接阀芯的入水口，阀套的出水口连接出水部33。

在一实施例中，所述滚珠丝杠的丝杠和所述驱动机构的电机轴径向固定，轴向滑动连接。由于滚珠丝杠的螺母相对固定，使用丝杠作为轴向平移部件，丝杠平移轴向移动时，通过连接环带动控流阀的阀芯，使阀芯相对阀套运动，进而阀芯和阀套相对运动，控制水流量；丝杠不仅会带动阀芯运动，如果驱动机构的电机轴固定在丝杠的另一端，则驱动机构也会被丝杠带动，本实施例中，驱动机构的电机轴的轴向上有两凸起带，其横截面为圆形电机轴上有两耳状凸起，丝杠轴向上有一凹槽，驱动机构的电机轴可在凹槽内轴向滑动，凹槽的横截面为耳状凹槽，凹槽内有配合电机轴上耳状凸起的耳状凹槽，当驱动机构的电机轴在凹槽内轴向滑动时，耳状凸起和耳状凹槽限制驱动机构的电机轴和丝杠的径向转动，驱动机构的电机轴和丝杠不能够径向转动，本实施例中，并不限定于耳状凸起的耳状凹槽，还可以是多边形凹槽，多边形凸起，其只要满足轴向上滑动，径向上限定两者旋转的结构均可。

电路部分，入水部32处设置有内压监测传感器42，出水部33处设置有外压监测传感器40，内压监测传感器42和外压监测传感器40负责检测配水器的内外水压，对地层压力及油管压力进行监测采集，再利用注水井节流压差嘴损方程理论，出自《自石油地质与工程》2008年3月第22卷第二期《分层注水井配水嘴嘴损曲线规律试验研究》；文章编号：1973-8217（2008）02-0079-03；计算可调水嘴处的流量，与预设地质配注量进行对比，由控制系统单元45执行水嘴调节，确保分层注水量长期达到分层配注要求，并将井下流量、压力等动态数据实时传输至地面。

本实施例中的智能配水器，正常工作状态是作为一个工作单元存在于油田注水井系统中，油田注水井系统分为地面系统和地下系统；

如图1所示，地下系统为注水井分层注水管柱，注水井分层注水管柱由套管保护封隔器14，多个智能配水器15和位于最下端的井下附件，多个智能配水器15位于套管保护封隔器14和井下附件之间，多个智能配水器15中两相邻智能配水器15之间具有层间封隔器16，多个智能配水器15通过层间封隔器16依次连接，套管保护封隔器14和井下附件与多个智能配水器15连接。

本实施例中的智能配水器应用于本发明一种注水井压力波码智能分层注水系统，一种注水井压力波码智能分层注水系统：

如图1所示，地面系统包括注水站1、压力变送器一3、高压流量自控仪6、压力变送器二7和法兰式电磁阀9，地面系统通过管线与分层注水管柱连接形成一个完整的系统；注水站1通过上游管线为高压流量自控仪6进水端提供高压来水，压力变送器一3设置在上游，用以检测上游管线来水压力，压力变送器一3为高压流量自控仪6稳定下游水压提供依据；

高压流量自控仪6的下游降压段，高压流量自控仪6下游分别与压力变送器二7、法兰式电磁阀9、分层注水管柱连接，下游的压力变送器二7、法兰式电磁阀9、分层注水管柱处于一个密闭的连通系统中，三者并联关系，所处压强相同；

法兰式电磁阀9、高压流量自控仪6、压力变送器一3、压力变送器二7均与地面控制器4电连接，地面控制器4用于实时监测并控制整个系统，压力变送器二7用于接收下游水压波动，地面控制器4获取压力变送器二7接收到的波动提取出水的压力波动携带的信号信息；

法兰式电磁阀9一端连通下游的稳定水压系统，一端接通外界10，法兰式电磁阀9通过地面控制器4控制，地面控制器4准备发送信号时，地面控制器4通过控制电磁阀的瞬间开合，发送压力波动指令，使下游系统内稳压的内部水压产生压力波动，以此产生压力波码，产生出的压力波码通过下游内部管道的以水为介质的稳压系统中，传输至分层注水管柱内，被分层注水管柱内智能配水器接收；

地面系统和地下系统通过管线连接，通过高压流量自控仪6为智能配水器的配水提供一个稳定的供水压力，创造一个稳定的通讯基础，及通过水传输压力波码信息，图1中高压流量自控仪6一端连接输水站1，获取高压水源，然后在其出水端将出水端的水压稳定在一个稳定水压下，图1中，高压流量自控仪6出水端、法兰式电磁阀9、压力变送器二7和分层注水管柱属于并联关系，并且都处于高压流量自控仪6出水端稳压的环境中，当地面系统要发送波码指令时，地面系统控制法兰式电磁阀9迅速的开关，法兰式电磁阀9开启瞬间高压流量自控仪6出水端稳压的环境中会瞬间降压，由此产生一个压力波码，稳压的环境降压后，高压流量自控仪6会迅速稳定该环境压力，再次于出水端建立一个稳压的环境，法兰式电磁阀9不断的开合下，会持续产生压力波码，压力波码通过管线中的水，传输到地下系统中注水井分层注水管柱内。

实施例6

还包括水闸门2和注水闸门11，注水站1通过来水闸门2与高压流量自控仪6连接；所述高压流量自控仪6通过注水闸门11与分层注水管柱连接。

所述高压流量自控仪6与注水站1之间的管路上设置有压力变送器一3。

在本实施例中，水闸门2用于控制注水站1的水流闭合，和控制供水压力，在检修时，可关闭水闸门2，对系统进行检修；注水闸门11为高压流量自控仪6输出端下游稳定注水流至分层注水管柱内水流的开关，当更换智能配水器15及注水井内检修时，可以对水源进行控制，方便井下检修。

注水井口13位于注水井地面端，高压流量自控仪6上游的注水站1供水管道为降压管线8，此管线需承受较大水压，高压流量自控仪6出水端，压力变送器二7、法兰式电磁阀9和分层注水管柱分别和高压流量自控仪6出水端连接，压力变送器二7、法兰式电磁阀9和分层注水管柱和高压流量自控仪6为并联关系，其高压流量自控仪6和压力变送器二7、法兰式电磁阀9和分层注水管柱各系统内的水压相同，阀门17便于更换变送器，压力变送器二7和压力变送器一2与管线的连接处均安装有阀门。

压力变送器一3设置在上游，用以检测上游管线来水压力，为高压流量自控仪6控制下游水压提供依据，压力变送器一3与地面控制器4电连接。

本发明一种注水井压力波码智能分层注水系统，注水井压力波码智能分层注水装置包括注水站1、来水闸门2、压力变送器一3、地面控制器4、数显装置5、高压流量自控仪6、压力变送器二7、法兰式电磁阀9、排污池10、注水闸门11、注水管线、注水井口13、套管保护封隔器14、智能配水器15、层间封隔器16、预置工作筒18、双作用凡尔19、筛管20、丝堵21构成。注水站1通过上游注水管线为整个装置系统提供高压来水，来水阀门2上端与压力变送器一3、地面控制器4连接，其下端与注水站1的上游注水管线连接。地面控制器4、数显装置5、高压流量自控仪6构成地面数控系统，其间采用丝扣连接。高压流量自控仪6后端分别连接注水闸门11、压力变送器二7和法兰式电磁阀9。法兰式电磁阀9后端通外界；注水闸门11后端通过注水管线与注水井口13连接，注水井口13下端通过井下管柱依次连接套管保护封隔器14、智能配水器一9、层间封隔器16、智能配水器二15、预置工作筒18、双作用凡尔19、筛管20、丝堵21。正常注水过程，整个注水井压力波码智能分层注水装置建立了一个完全密闭的高压系统，高压流量自控仪控制系统来水情况，高压流量自控仪6开度增加，系统压力增加，关闭后，注水井系统压力稳定，通过法兰式电磁阀调节控制9，降低高压井系统压力，采用反复开关高压流量自控仪6及法兰式电磁阀9，改变注水井系统压力，实现注水井压力波动，建立密闭系统压力波码的传递，最后建立地面控制器4与井下智能配水器15之间建立远程通讯及控制功能。

井下智能配水器15具有通过检测井下油层压力和智能配水器15压力对井下分层流量单层直接测试，自动控制及远程通讯功能，从而与地面控制器建立远程无线通讯，达到压力波码智能分层注水的目的。

以下采用实施例对注水井压力波码智能分层注水装置实施过程及工艺方法进行具体说明。

预设指令：根据分注井不同注水层数、分层配注量及地层压力等数据，设计井下智能配水器15初始参数及智能配水器15水嘴打开时间；

下入分层注水管柱：将套管保护封隔器14、智能配水器15、层间封隔器16、预置工作筒18、双作用凡尔19、筛管20、丝堵21按照现有技术方案及设计的管柱结构要求下入，使其位于相应层位；

坐封过程：完成井口打压设备连接后，打开井口油管闸门、套管闸门，进行正洗井，当进出口水质相同时，停止洗井。关闭套管闸门，进行油管加压，当油管压力达到12MPa时，封隔器座封完成。将套管闸门打开，油管加压至12MPa稳压15min压力下降不大于0.5MPa为座封合格。

加套管保护液过程：打开注水井口套管闸门，按照设计配方将环空保护液加注在油套环空。

指令执行：井下智能配水器15按照预设水嘴打开时间，执行水嘴打开动作；

下面以两层分注井为例，说明分层流量测调过程：

试验前，试验井注水压力稳定，无长期停注等情况，分层吸水剖面相对均匀，无明显的单层突进等现象。

一是当智能配水器15等井下工具下入井筒并打压坐封后，按照预设的水嘴打开时间，上下智能配水15会自动打开水嘴至最大开度，进行测调前的试注，通常情况下，注水井注入压力较高，且压力稳定性相对较好，试注一段时间后，明确流量变化与压力变化关系。

二是结合前期测试压力与流量关系，确定配注量要求下合理注入压力，为后续分层流量测调明确压力控制范围，正常注水压力必须大于各层最低注入启动压力值，低于流程供水压力，同时结合流量与压力响应程度，确定合理注水压力。

三是分层流量测试调配，并设定自动测调模式。该过程一般依据最低配注量优先原则，即先测试调配低配注量层。

测试过程：除测调层以外，关闭其他所有智能配水器15水嘴，进行第一层测试调配。地面控制器4发送指令，本发明一种注水井压力波码智能分层注水系统的整个系统，注水井压力波码智能分层注水装置建立了一个密闭的高压系统，高压流量自控仪6控制系统来水情况，高压流量自控仪6开度增加，系统压力增加，关闭后，注水井系统压力稳定，通过法兰式电磁阀9调节控制，降低高压井系统压力，采用反复开关高压流量自控仪6及法兰式电磁阀9，改变注水井系统压力，实现注水井压力波动，建立密闭系统压力波码的传递，最后建立地面控制器4与第一层井下智能配水器15之间建立远程通讯及控制功能。

四是打开第二层智能配水器15水嘴，按照第一层智能配水器15测调过程进行测试调配，由于第一层智能配水器15处于正常注水状态，第二层智能配水器15调节过程中，地面控制器4自动识别接收第一层智能配水器15数据，并控制全井总流量，合理调节第二层智能配水器15水嘴开度，以达到配注要求。

五是若为多层分注井，按照上述方法依次类推即可完成。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

需要说明，本实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后…… )仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，涉及“ 第一”、“ 第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“ 第一”、“ 第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种注水井压力波码智能分层注水系统，其特征在于，包括：高压流量自控仪(6)，高压流量自控仪(6)一端与注水站(1)连接，高压流量自控仪(6)另一端与分层注水管柱连接，高压流量自控仪(6)与分层注水管柱之间的管路上还分别设置有压力变送器二(7)和法兰式电磁阀(9)，并经法兰式电磁阀(9)与排污池(10)连接，分层注水管柱内包含智能配水器(15)；

还包括地面控制器(4)和数显装置(5)，地面控制器(4)与高压流量自控仪(6)、压力变送器二(7)、法兰式电磁阀(9)和数显装置(5)电连接；所述分层注水管柱包括连接于注水井口(13)的套管保护封隔器(14)，多个智能配水器(15)和位于最下端的井下附件，其中，所述多个智能配水器(15)位于套管保护封隔器(14)和井下附件之间，所述多个智能配水器(15)中两相邻智能配水器(15)之间具有层间封隔器(16)，多个智能配水器(15)通过层间封隔器(16)依次连接，套管保护封隔器(14)一端连接注水井口(13)，另一端连接所述多个智能配水器(15)，所述多个智能配水器(15)底部连接所述井下附件；

所述智能配水器内包括工作筒(38)，套接在工作筒(38)内的过流管(36)，以及分别连接在工作筒(38)两端的上接头(31)及下接头(39)，上接头(31)、下接头(39)和过流管(36)共同构成过流腔体，过流管(36)外与工作筒(38)内壁形成环形密封腔体，所述环形密封腔体内固定有测调发码一体化可调水嘴(37)，测调发码一体化可调水嘴(37)包括延伸至上接头(31)内壁处的入水部(32)及延伸至上接头(31)外壁的出水部(33)，测调发码一体化可调水嘴(37)还包括通过驱动机构(48)驱动并用于控制入水部(32)和出水部(33)之间水流量的控流连杆(35)；

驱动机构(48)的电机轴的轴向上有两凸起带，其横截面为圆形电机轴上有两耳状凸起，丝杠轴向上有一凹槽，驱动机构的电机轴可在凹槽内轴向滑动，凹槽的横截面为耳状凹槽，凹槽内有配合电机轴上耳状凸起的耳状凹槽，当驱动机构(48)的电机轴在凹槽内轴向滑动时，耳状凸起和耳状凹槽限制驱动机构的电机轴和丝杠的径向转动，驱动机构(48)的电机轴和丝杠不能够径向转动。

2.如权利要求1所述一种注水井压力波码智能分层注水系统，其特征在于，所述地面控制器(4)内部集成有无线通讯设备，地面控制器(4)通过所述无线通讯设备与远程中控室通讯连接。

3.如权利要求1所述一种注水井压力波码智能分层注水系统，其特征在于，所述井下附件包括预置工作筒(18)、双作用凡尔(19)、筛管(20)和丝堵(21)，预置工作筒(18)、双作用凡尔(19)、筛管(20)和丝堵(21)依次连接，其中预置工作筒(18)与所述多个智能配水器(15)中最底部的智能配水器(15)连接。

4.如权利要求1所述一种注水井压力波码智能分层注水系统，其特征在于，所述层间封隔器(16)为Y341可洗井封隔器；套管保护封隔器(14)为Y341双密封封隔器。

5.如权利要求1所述一种注水井压力波码智能分层注水系统，其特征在于，所述的入水部(32)处设置有内压监测传感器(42)，出水部(33)处设置有外压监测传感器(40)，内压监测传感器(42)和外压监测传感器(40)分别与内外压监测单元(43)电连接，内外压监测单元(43)与用于控制控流连杆(35)和驱动机构(48)的控制系统单元(45)电连接，控制系统单元(45)以及驱动控流连杆(35)的驱动机构(48)均与电池组件电连接。

6.如权利要求1所述一种注水井压力波码智能分层注水系统，其特征在于，还包括水闸门(2)和注水闸门(11)，注水站(1)通过来水闸门(2)与高压流量自控仪(6)连接；所述高压流量自控仪(6)通过注水闸门(11)与所述分层注水管柱连接。

7.如权利要求1所述一种注水井压力波码智能分层注水系统，其特征在于，所述高压流量自控仪(6)与注水站(1)之间的管路上设置有压力变送器一(3)。

8.如权利要求1所述一种注水井压力波码智能分层注水系统的注水井压力波码智能分层注水工艺方法，其特征在于，注水站通过上游注水管线为整个装置系统提供高压来水，来水阀门上端与压力变送器一、地面控制器连接，其下端与注水站的上游注水管线连接；地面控制器、数显装置、高压流量自控仪构成地面数控系统，其间采用丝扣连接；高压流量自控仪后端分别连接注水闸门、压力变送器二和法兰式电磁阀；法兰式电磁阀后端通外界；注水闸门后端通过注水管线与注水井口连接，注水井口下端通过井下管柱依次连接套管保护封隔器、智能配水器一、层间封隔器、智能配水器二、预置工作筒、双作用凡尔、筛管、丝堵；正常注水过程，整个注水井压力波码智能分层注水装置建立了一个完全密闭的高压系统，高压流量自控仪控制系统来水情况，高压流量自控仪开度增加，系统压力增加，关闭后，注水井系统压力稳定，通过法兰式电磁阀调节控制，降低高压井系统压力，采用反复开关高压流量自控仪及法兰式电磁阀，改变注水井系统压力，实现注水井压力波动，建立密闭系统压力波码的传递，最后建立地面控制器与井下智能配水器之间建立远程通讯及控制功能。