CN109236268A - 一种井下注入流量与注入压力的实时监测装置 - Google Patents

一种井下注入流量与注入压力的实时监测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种井下注入流量与注入压力的实时监测装置，属于油田采油工艺技术领域。该实时监测装置设置在井下油水分离工艺管柱的下端，包括：监测装置本体；设置在所述监测装置本体的内部的密封腔；以及经过所述密封腔、且贯穿所述监测装置本体的通道，所述通道与所述井下油水分离工艺管柱连通；且所述密封腔内设置有流量传感器、压力传感器、以及分别与所述流量传感器和所述压力传感器电连接的单片机控制器。本发明实施例基于有线数据传输方式设计一种可实现井下注入流量与注入压力在线监测的监测装置，解决了井下油水分离工艺系统工作中不能对井下注入端产生的流量及压力进行实时监测的问题，为评价工艺系统运行效果提供科学依据。

Description

一种井下注入流量与注入压力的实时监测装置
技术领域
本发明涉及油田采油工艺技术领域，特别涉及一种用于井下油水分离工艺系统的注入流量与注入压力的实时监测装置。
背景技术
目前，我国主力油田相继进入高含水开采期。由于含水不断增加，造成举升费用过高、采收率下降，油井开采接近甚至到达经济开采极限。当生产井含水超过98％，就不具备经济开采价值。大庆油田每年有大量生产井因含水超过98％而导致关井，造成油田稳产压力巨大。
通过研究，大庆油田的技术人员依据自身油田套管尺寸特点，将现有的油井举升设备与井下旋流分离技术相结合，根据水力旋流器工作时需保证连续流特性，在旋流器两端配以注入泵和采出泵，对分离后的产出液及回注水分别实现采出与注入。该工艺结构简单、投影尺寸较小，实现了51/2〞套管内井下油水分离。该工艺的实施，一方面可控制无效产液，减少产出水量，缓解水处理压力，在特高含水条件下油井仍可经济有效开采；另一方面，可替代水井，减少地面注水成本，增加注水层系及注水井点，为完善注采关系提供有利条件。
为了保证井下油水分离工艺系统在运行中保持较高的分离效率，则需保证水力旋流器在最佳分流比区间运行，也就是要求采出泵举升液量与注入泵注入液量在一定范围内恒定。目前在前期试验中通过地面测压、计量可以监测采出泵的工作状态，调整采出泵的工作状态，修正采出泵的举升液量；而对注入泵采用存储式压力计，则无法对注入泵的注入流量及注入压力进行实时在线监测，因此，技术人员对注入泵缺少实测数据，对井下油水分离工艺系统分离效率及注入效果无法进行准确分析和正确评价。
发明内容
为了评价井下油水分离工艺技术在大庆油田应用效果及可行性，本发明提供一种能够对井下油水分离系统中注入泵注入至注入层的注入流量与注入压力等工艺参数进行实施监测的井下注入流量与注入压力的实时监测装置。该实时监测装置应用在井下油水分离采油工艺系统中，可准确并实时地提供井下油水分离工艺系统井下注入端的注入流量与注入压力参数，为现场操作人员正确评价该井下油水分离工艺系统的井下工作状态提供科学依据。
具体而言，包括以下的技术方案：
一种井下注入流量与注入压力的实时监测装置，该实时监测装置设置在井下油水分离工艺管柱的下端，包括：监测装置本体；设置在所述监测装置本体的内部的密封腔；以及经过所述密封腔、且贯穿所述监测装置本体的通道，所述通道与所述井下油水分离工艺管柱连通；
且所述密封腔内设置有流量传感器、压力传感器、以及分别与所述流量传感器和所述压力传感器电连接的单片机控制器。
优选地，所述流量传感器的流量探测组件位于所述通道中。
优选地，所述流量传感器与所述通道通过焊接连接。优选地，所述压力传感器的探头位于所述通道中。
进一步地，在所述监测装置本体上的两端分别设置有第一腔和第二腔，所述第一腔和所述第二腔分别与所述通道连通。
优选地，所述监测装置本体与所述井下油水分离工艺管柱通过螺纹连接。
进一步地，所述监测装置本体通过电缆与地面控制箱连接。
优选地，所述井下油水分离工艺管柱包括依次串联连接的采出泵、水力旋流器和注入泵。
优选地，所述监测装置本体连接在所述注入泵的下端。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果：提供了一种能够对井下油水分离系统中注入泵注入至注入层的注入流量与注入压力等工艺参数进行实施监测的井下注入流量与注入压力的实时监测装置。具体地，本发明实施例基于有线数据传输方式设计一种包含流量传感器、压力传感器以及单机控制器的、可实现井下注入流量与注入压力在线监测的实时监测装置，解决了井下油水分离工艺系统工作中不能对井下注入端产生的流量及压力进行实时监测的问题，为评价工艺系统运行效果提供技术依据；进一步地，技术人员可根据该监测结果调整注入泵的工作制度，避免将井下注入端产生的流量盲目的注入到井下注入层中，保证井下油水分离工艺系统的高效运行。另外，该井下注入流量与注入压力的实时监测装置的稳定性高，数据采集精准，操作及使用简单。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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一种井下注入流量与注入压力的实时监测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种连接有该实时监测装置的井下油水分离工艺管柱的结构示意图。
图中的附图标记分别表示：
1、监测装置本体；
2、密封腔；
3、通道；
4、流量传感器；
5、压力传感器；
6、单片机控制器；
7、第一腔；
8、第二腔；
9、电缆；
10、地面控制箱；
101、采出泵；
102、水力旋流器；
103、注入泵；
104、产油层；
105、注入层。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。
本发明实施例提供一种井下注入流量与注入压力的实时监测装置，该装置设置在井下油水分离工艺管柱的下端，用于对井下油水分离系统中注入泵注入至注入层的注入流量与注入压力等工艺参数进行实施监测。如图1所示，该实时监测装置包括：监测装置本体1；设置在监测装置本体1的内部的密封腔2；以及经过密封腔2、且贯穿监测装置本体1的通道3，通道3与井下油水分离工艺管柱连通；且密封腔2内设置有流量传感器4、压力传感器5、以及分别与流量传感器4和压力传感器5电连接的单片机控制器6。
需要说明的是，通道3经过密封腔2且不与密封腔2连通，流量传感器4、压力传感器5密封在密封腔2中，并围绕通道3设置；单片机控制器6用于读取流量传感器4和压力传感器5的信号，并进一步将信号传递给地面控制箱10。其中流量传感器的工作原理为：当被测液体流过传感器时，在流体流速作用下，流量传感器的叶轮受力旋转，其转速与管道平均流速成正比，叶轮转动周期的变化影响磁回路磁阻值的数值改变，检测线圈中的磁通随叶轮转动发生周期性变化，产生频率与叶片旋转频率相同的感应电动势，经放大后，进行转换和处理得到流量的具体数值。因此，将流量传感器4的流量探测组件设置在通道3内，当被测流体经过通道3时，即可检测其瞬时流量和总的积算流量。压力传感器的工作原理为：当被测液体流过传感器时，被测流体使压力传感器的膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻值发生变化，用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这一压力的标准测量信号。因此，将压力传感器5的探头设置在通道3内，当被测流体经过通道3时，即可检测其瞬时压力。
使用时，如图2所示，将监测装置本体1连接到井下油水分离工艺管柱的下端，该井下油水分离工艺管柱由采出泵101、水力旋流器102、注入泵103依次自上而下连接而成，监测装置本体1连接在注入泵103的下方；其中，水力旋流器102位于产油层104的位置处，注入泵103位于产油层104和注入层105之间。在工作过程中，当注入泵中的液体进入该监测装置本体1的通道3时，流量传感器4、压力传感器5对注入液体的流量及压力工艺参数进行采集，并将采集到的信号传递给单片机控制器6，单片机控制器6进一步通过电缆9将井下采集到的信号实时地传输到地面控制箱10，现场操作人员可从地面控制箱10读取井下注入层中注入液体的流量与压力，实现了对井下油水分离工艺系统中注入端的注入流量与注入压力的在线监测。
本发明实施例基于有线数据传输方式设计一种可实现井下注入流量与注入压力在线监测的实时监测装置，该实时监测装置包含设置在密封腔内的流量传感器、压力传感器以及单机控制器，密封腔在井下通过电缆与地面控制箱相连接，实现井下与地面的双向数据通信。本发明实施例解决了井下油水分离工艺系统工作中不能对井下注入端产生的流量及压力进行实时监测的问题，为评价工艺系统运行效果提供了技术依据，进一步地，技术人员可根据该监测结果调整注入泵的工作制度，避免了将井下注入端产生的流量盲目的注入到井下注入层中，保证井下油水分离工艺系统的高效运行。另外，该实时监测装置的稳定性高，数据采集精准，操作及使用简单。
在上述的井下注入流量与注入压力的实时监测装置中，对于流量传感器4与通道3之间的连接方式没有严格限定，使用本领域常规技术手段，使得流量传感器4与通道3密封连接即可，例如，流量传感器4与通道3可采用焊接连接。
在上述的井下注入流量与注入压力的实时监测装置中，为了便于流量传感器4、压力传感器5以及单片机传感器6的安装，可在监测装置本体1上的两端分别设置有第一腔7和第二腔8，第一腔7和第二腔8的内径大于通道3的内径，第一腔7和第二腔8分别与通道3连通。
在上述的井下注入流量与注入压力的实时监测装置中，该实时监测装置通过监测装置本体1连接在井下油水分离工艺管柱的下端，本发明实施例对其连接方式没有严格限定，本领域的常规技术手段即可，例如可以为螺纹连接、法兰连接，优选地，可设置监测装置本体1与井下油水分离工艺管柱通过螺纹连接，例如，可设置第一腔7和/或第二腔8的内部具有螺纹，或者其外部具有螺纹，以实现与井下油水分离工艺管柱的连接。
本发明实施例解决了井下油水分离工艺系统工作中不能对井下注入端产生的流量及压力进行实时监测的问题，避免了井下注入端产生的流量盲目的注入到井下注入层中。本发明实施例应用在井下油水分离采油工艺中，可准确并实时地提供井下油水分离工艺系统井下注入端的注入流量与注入压力参数，为现场操作人员正确评价该井下油水分离工艺系统的井下工作状态提供了科学依据。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种井下注入流量与注入压力的实时监测装置，其特征在于，该实时监测装置设置在井下油水分离工艺管柱的下端，包括：监测装置本体(1)；设置在所述监测装置本体(1)的内部的密封腔(2)；以及经过所述密封腔(2)、且贯穿所述监测装置本体(1)的通道(3)，所述通道(3)与所述井下油水分离工艺管柱连通；
且所述密封腔(2)内设置有流量传感器(4)、压力传感器(5)、以及分别与所述流量传感器(4)和所述压力传感器(5)电连接的单片机控制器(6)。
2.根据权利要求1所述的井下注入流量与注入压力的实时监测装置，其特征在于，所述流量传感器(4)的流量探测组件位于所述通道(3)中。
3.根据权利要求2所述的井下注入流量与注入压力的实时监测装置，其特征在于，所述流量传感器(4)与所述通道(3)通过焊接连接。
4.根据权利要求1所述的井下注入流量与注入压力的实时监测装置，其特征在于，所述压力传感器(5)的探头位于所述通道(3)中。
5.根据权利要求1所述的井下注入流量与注入压力的实时监测装置，其特征在于，在所述监测装置本体(1)上的两端分别设置有第一腔(7)和第二腔(8)，所述第一腔(7)和所述第二腔(8)分别与所述通道(3)连通。
6.根据权利要求5所述的井下注入流量与注入压力的实时监测装置，其特征在于，所述监测装置本体(1)与所述井下油水分离工艺管柱通过螺纹连接。
7.根据权利要求1所述的井下注入流量与注入压力的实时监测装置，其特征在于，所述监测装置本体(1)通过电缆(9)与地面控制箱(10)连接。
8.根据权利要求1所述的井下注入流量与注入压力的实时监测装置，其特征在于，所述井下油水分离工艺管柱包括依次串联连接的采出泵(101)、水力旋流器(102)和注入泵(103)。
9.根据权利要求8所述的井下注入流量与注入压力的实时监测装置，其特征在于，所述监测装置本体(1)连接在所述注入泵(103)的下端。
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