CN109252836B - 一种基于井下无线通讯的分层注水装置与工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于井下无线通讯的分层注水装置与工艺方法,分层注水装置包括两个配水器以及连接在两个配水器之间的封隔器,所述配水器具有内层侧壁和外层侧壁,所述内层侧壁和外层侧壁之间形成第一环腔,且内层侧壁和外层侧壁上分别设置有与第一环腔相连通的进水口和出水口;第一环腔中设置有驱动机构以及被驱动机构驱动的可调堵塞件,所述可调堵塞件具有封堵进水口或出水口以使进水口和出水口无法通过第一环腔相连通的第一工作位置;以及,解除对所述进水口和出水口的封堵以使进水口和出水口通过第一环腔相连通的第二工作位置。本发明的基于井下无线通讯的分层注水装置可以实现对分层注水的配水器的开度实现智能化及自动化的调节。
Description
技术领域
本发明属于石油开采技术领域,尤其涉及一种基于井下无线通讯的分层注水装置与工艺方法。
背景技术
在油田分层注水开发的过程中,测调遇阻率高、测试仪器落井频繁、封隔器验封困难,同时注水数字化水平低。为了省去下电缆测试调配工序,提高注水数字化水平,实现在中控室对分注井实施单层流量测试调配,实现流量、压力、温度、封隔器验封等数据实时远传至中控室,开展了数字式智能分层注水技术研究。
目前有缆数字式分注工艺需在油管外捆绑电缆施工,存在现场施工作业复杂、施工效率低、带压作业难度大等问题。而无缆数字分注工艺在需要下井录取历史数据或调整参数时,必须动用测井车,使用传统方法下电缆和仪器完成作业。
一种基于井下无线通讯的注水井分层智能配注装置及工艺方法,将电缆引入油管内,解决管外预置电缆有缆数字式分注技术管外电缆易磨损、施工难度大,不能带压作业等技术难题。该工艺实现了一次下井对井下分层注水动态参数的远程长期连续监控,在不需要其它配套设备和人员的情况下,实现注水井的分层测调、水井管理和动态监测,为大数据处理与应用奠定了基础,为地质家对区块油藏动态调整及注水政策优化可以提供详尽的一手数据和资料。
发明内容
为了解决现有技术存在问题,本发明提供了一种基于井下无线通讯的分层注水装置与工艺方法,该基于井下无线通讯的分层注水装置将电缆引入油管内,解决管外预置电缆有缆数字式分注技术管外电缆易磨损、施工难度大,不能带压作业等技术难题。
为了实现上述目的,本发明提供了如下的技术方案。
一种基于井下无线通讯的分层注水装置,包括:
套管,其设置在井口处;
油管,其下入到套管中;
与油管相连接下入到套管中的配水单元,两个配水器以及连接在两个配水器之间的封隔器,封隔器能坐封在套管上;所述配水器具有内层侧壁和外层侧壁,所述内层侧壁和外层侧壁之间形成第一环腔,且内层侧壁和外层侧壁上分别设置有与第一环腔相连通的进水口和出水口;第一环腔中设置有驱动机构以及被驱动机构驱动的可调堵塞件,所述可调堵塞件具有封堵进水口或出水口以使进水口和出水口无法通过第一环腔相连通的第一工作位置;以及,解除对进水口和出水口的封堵以使进水口和出水口通过第一环腔相连通的第二工作位置;所述封隔器与两个配水器形成供液体通过的通道;
设置在所述通道中具有第一通讯模块的井下数据通讯仪13,所述第一通讯模块与驱动机构通讯连接;
电缆,其下入到油管和通道中,电缆与井下数据通讯仪连接;
地面控制器,其通过电缆与所述井下数据通讯仪通讯连接。
作为本发明进一步改进,所述驱动机构包括与第一通讯模块通讯连接的控制电路,以及,与控制电路相连接的马达。
作为本发明进一步改进,所述可调堵塞件的端部设置有丝孔,所述马达的输出轴上连接有丝杆,所述丝杆旋合在丝孔中。
作为本发明进一步改进,所述配水器包括:
上接头,其侧壁形成外层侧壁;
与上接头相连接的内管,其侧壁形成内层侧壁。
作为本发明进一步改进,所述上接头的下端连接有下接头,所述下接头与上接头之间形成有密闭的第二环腔,所述第二环腔中容置有流量检测模块以及与第一通讯模块通讯连接的第二通讯模块,所述流量检测模块的上端伸出第二环腔进入第一环腔中,所述第二通讯模块与控制电路和流量检测模块通讯连接。
作为本发明进一步改进,所述上接头位于内管下方的侧壁沿径向向内弯折形成第一密封段,所述第一密封段向下弯折形成第二密封段,所述下接头与第一密封段和第二密封段共同限定出密闭的第二环腔。
作为本发明进一步改进,所述内管的下端与第一密封段间隔设置以形成进水口,所述流量检测模块的上端穿过第一密封段,从而流量检测模块的上端对应进水口。
作为本发明进一步改进,所述出水口位于进水口的上方,当可调堵塞件位于第一工作位置时,其封堵出水口;当可调堵塞件位于第二工作位置时,其至少部分打开出水口。
作为本发明进一步改进,所述配水单元上部依次连接油管、井口闸板防喷器、电缆闸板以及井口电缆密封装置,配水单元下部依次连接单流阀、筛管和丝堵。
一种基于井下无线通讯的分层注水装置的工艺方法,包括以下步骤:
步骤1,首先将配水单元组件上下端分别与油管连接,然后由油管传输下入井内相应层段位置;
步骤2:通过电缆携带井下数据通讯仪,与配水单元完成对接;
步骤3:对接完成后,将井下数据通讯仪和电缆长置于油管内,井下监测的数据通过油管实时传输至地面控制器;
步骤4:配水单元工作时,两个配水器中的驱动机构同时驱动对应的可调堵塞件使得其位于第一工作位置,可调堵塞件封堵进水口或出水口,进水口和出水口无法通过第一环腔相连通,两个配水器停止注水;
两个配水器中的驱动机构同时驱动对应的可调堵塞件使得其位于第二工作位置,可调堵塞件解除对进水口和出水口的封堵,进水口和出水口通过第一环腔相连通,两个配水器同时对不同的注水层进行注水。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明的基于井下无线通讯的分层注水装置,提供一种配水单元、有缆数据通讯仪在油管内无线连接,井口与中控室远程通讯,实现注水全过程监测。解决有缆数字式分注工艺在油管外捆绑电缆,现场施工作业复杂、施工效率低、带压作业难度大等问题。将电缆引入油管内,解决管外预置电缆有缆数字式分注技术管外电缆易磨损、施工难度大,不能带压作业等技术难题。配水单元通过在配水器的内层侧壁和外层侧壁分别设置与第一环腔相连通的进水口和出水口,并在第一环腔中设置封堵或打开进水口和出水口的可调堵塞件,则与驱动机构通讯连接的控制器可以驱动可调堵塞件在环腔中移动,以使其在第一工作位置和第二工作位置之间切换,从而实现配水器开度的智能化及自动化调节以及启闭控制。该工艺实现了一次下井对井下分层注水动态参数的远程长期连续监控,在不需要其它配套设备和人员的情况下,实现注水井的分层测调、水井管理和动态监测,为大数据处理与应用奠定了基础,为地质家对区块油藏动态调整及注水政策优化可以提供详尽的一手数据和资料。
本发明基于无线通讯的注水井分层智能注水工艺与方法,该分层智能注水工艺是通过将两只智能配水器与封隔器集成,安装在相应的注水层段,然后测井电缆连接井下通讯仪,引入油管内与井下数字智能配水器无线连接并长置井下,按照预设方案或在井口、中控室实时控制各层的水嘴开启程度,使每层注水量达到地质配注要求的工艺过程。
附图说明
图1为本发明实施例的基于井下无线通讯的分层注水装置的结构示意图;
图2为图1中配水单元的结构示意图;
图3为图2中配水器的结构示意图;
图4为图1中地面控制器通讯原理示意图;
图5为本发明分层注水装置的工艺方法流程图。
其中,10-单流阀,11-筛管,12-丝堵,13-井下数据通讯仪,14-电缆,15-配水单元,16-套管,17-油管,18-井口闸板防喷器、19-电缆闸板,20-井口电缆密封装置,21-地面控制器,100-配水器,200-封隔器,300-通道,101-内管,102-内层侧壁,103-进水口,104-第二密封段,105-上接头,106-外层侧壁,107-出水口;108-第一环腔,109-第一密封段,1-驱动机构,2-可调堵塞件,3-流量检测模块,4第二环腔,5-第二通讯模块,6-下接头。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1至图3所示,本发明实施例提供了一种基于井下无线通讯的分层注水装置,其包括:与油管17相连接下入到套管16中的配水单元15,其包括:两个配水器100以及连接在两个配水器100之间的封隔器200,封隔器200能坐封在套管16上,配水器100具有内层侧壁102和外层侧壁106,内层侧壁102和外层侧壁106之间形成第一环腔108,且内层侧壁102和外层侧壁106上分别设置有与第一环腔108相连通的进水口103和出水口107;第一环腔108中容置有驱动机构1以及被驱动机构1驱动的可调堵塞件2,可调堵塞件2具有封堵进水口103或出水口107以使进水口103和出水口107无法通过第一环腔108相连通的第一工作位置;以及,解除对进水口103和出水口107的封堵以使进水口103和出水口107通过第一环腔108相连通的第二工作位置;驱动机构1与外界控制器通讯连接。
本发明实施例的分层注水装置,通过在配水器100的内层侧壁102和外层侧壁106分别设置与第一环腔108相连通的进水口103和出水口107,并在第一环腔108中设置封堵或打开进水口103和出水口107的可调堵塞件2,则与驱动机构1驱动可调堵塞件2在环腔中移动,以使其在第一工作位置和第二工作位置之间切换,从而实现配水器100开度的智能化及自动化调节以及启闭控制。
在本实施例中,配水单元15上部依次连接油管17、井口闸板防喷器18、电缆闸板19以及井口电缆密封装置20,下部依次连接单流阀10、筛管11和丝堵12。其中,井口闸板防喷器18、电缆闸板19、井口电缆密封装置20、单流阀10、筛管11和丝堵12可以采用任意合适的现有构造。
其中,井口电缆密封装置20是对油管内连接井下数据通讯仪13的电缆14进行高压密封,达到高压注水井承压要求。电缆闸板19及井口闸板防喷器是对管内连接井下数据通讯仪13的电缆进行密封及承压悬挂。
井下数据通讯仪13与电缆14被长置于油管17内和配水单元15内。
如图4所示,地面控制器21以控制柜的形式被设置在地面上或者中控室,其可以配置有显示器,以将井下的流量数据、压力数据等进行实时展示。此外,地面控制器21还可以通过互联网与手机、电脑等终端设备相连接,以方便工作人员远程操作。
远程控制过程的原理为:地面控制仪21在配水间或者注水井井口放置,与井下数据通讯仪13采用电缆14连接,在下完配水单元15管柱完井后,上测井车电缆携带井下数据通讯仪13从油管内下入,与配水单元15完成对接。当井下数据通讯仪13下至配水单元15上端后,缓慢下入,确定上层配水单元位置后,井下数据通讯仪13与上层配水单元15对接成功后,与下层配水单元也就完成了成功对接,接下来可以实现对两层配水单元15的实时监测和控制。在地面控制仪21上发送开启井下数据通讯仪13定位爪指令后,井下数据通讯仪13与智能配水器进行机械定位对接,通过电缆14供电,依次可对上下层智能配水器唤醒,建立通讯,实时传送测调及更改配注量等指令,井下流量、压力、温度等生产数据及历史存储数据也可以传输至地面控制仪内,采用井下数据通讯仪13与配水器之间双向通信,该井下数据通讯仪13一次下井可同时与两层智能配水器进行无线通讯,不用移动位置,完成井下两层流量测试调配及历史数据录取,实现井口分层流量、分层压力、水嘴开度等信息的监测以及对井下仪器的实时监测和控制。
地面控制器21通过无线网络与中控系统进行通信,实时接收中控系统的调控指令。地面控制器按预设方案对安装智能配水器的注入井进行轮询,实时记录测量数据以及调节情况,并根据实际配注情况,智能发现、分析问题并及时预警;同时满足管理、查询终端对测量数据的查询、解析等需求。
油管17悬固在套管16中,两者之间形成油套环空,封隔器200坐封在套管16内壁上,从而将油套环空分隔成与上下油层相对应的两个子环空,以便于两个配水器100分别通过两个子环空向上下注水层注水。
封隔器200可以采用Y341-114-55-120/25等型号的封隔器200,其与上下两个配水器100集成在一起的。该封隔器200座封压力小,10Mpa压力下即可座封。同时长度为0.9m,较短,其具有坐封、解封、反洗井功能。
此外,封隔器200与两个配水器100形成供液体通过且与油管相连通的通道300,通道300中以不阻挡液体流通的方式设置具有第一通讯模块的井下数据通讯仪13,井下数据通讯仪13与地面控制器21通讯连接,第一通讯模块与驱动机构1通讯连接。具体的,井下数据通讯仪13通过电缆14与地面控制器21相连接,电缆14穿设在油管17和通道300中,以避免电缆14捆绑在油管17外而导致的施工复杂、作业效率低下的问题。
如图2所示,配水器100可以包括:上接头105,其侧壁形成外层侧壁106;与上接头105相连接的内管101,其侧壁形成内层侧壁102。具体连接方式为,内管101与上接头105靠近下端的内壁相连接。
分别设置在内层侧壁102和外层侧壁106上的进水口103和出水口107相错开,具体为出水口107位于进水口103的上方。这样,当可调堵塞件2位于第一工作位置时,其封堵出水口107,这样进水口103不与出水口107连通。而当可调堵塞件2位于第二工作位置时,其可以至少部分打开出水口107,此时进水口103和出水口107连通,实现注水。
此外,控制器通过控制驱动机构1驱动可调堵塞件2封堵或遮挡出水口107的面积大小,即可实现配水器100的开度调节。
可调堵塞件2可呈弧形瓦状,但优选呈与内管101相适配的筒状,并套设在内管101外。驱动机构1驱动可调堵塞件2在第一环腔108中移动的方式为,驱动机构1包括与第一通讯模块通讯连接的控制电路,以及,与控制电路相连接的马达,马达的输出轴上连接有丝杆,可调堵塞件2的上端设置有丝孔,丝杆旋合在丝孔中。
控制电路通过第一通讯模块与控制器相连接,其可以通过第一通讯模块接收控制器发来的控制指令,以控制马达正反转以及转动的转数,则丝杆旋合在丝孔中的长度变化,从而驱动可调堵塞件2在第一环腔108中的移动方向以及移动的距离,继而实现配水器100的启闭控制以及开度调节。
此外,为了便于工作人员即时掌握配水流量,配水器100中设置有用于检测配水流量的结构。具体的,上接头105的下端连接有下接头6,下接头6与上接头105之间形成有密闭的第二环腔4,第二环腔4中容置有流量检测模块3以及与第一通讯模块通讯连接的第二通讯模块5,流量检测模块3的上端伸出第二环腔4进入第一环腔108中,第二通讯模块5与控制电路和流量检测模块3通讯连接。
如图2所示,下接头6与上接头105之间形成密闭的第二环腔4的方式为,上接头105位于内管101下方的侧壁沿径向向内弯折形成第一密封段109,第一密封段109向下弯折形成第二密封段104,下接头6与第一密封段109和第二密封段104共同限定出密闭的第二环腔4。
在本实施例中,流量检测模块3可以为流量传感器,其可以将检测到的配水流量通过第二通讯模块5传送给第一通讯模块,进而通过电缆传输至控制器,进行实时展示。
具有第一通讯模块的井下数据通讯仪13可以实现双向通讯,即其一方面可以将控制器发出的控制指令经由第二通讯模块5和控制电路提供给马达,以实现马达的正反转以及转动转数的控制;另一方面其可以通过第二通讯模块5接收流量检测模块3检测到的配水流量,并通过电缆传输至控制器,由显示器进行实时展示。
进一步地,内管101的下端与第一密封段109间隔设置以形成进水口103,流量检测模块3的上端穿过第一密封段109,具体为第一密封段109上开设有穿孔,流量检测模块3穿设在穿孔中,从而流量检测模块3的上端对应进水口103。
在本发明中,控制器、第一通讯模块及第二通讯模块5可以按任何适当的方式实现。具体的,例如,控制器、第一通讯模块及第二通讯模块5可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该微处理器或处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)和嵌入微控制单元(Microcontroller Unit,MCU)的形式,上述模块的例子包括但不限于以下微控制单元:ARC625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC5F26K20以及Silicone Labs C8051F320。本领域技术人员也应当知道,除了以纯计算机可读程序代码方式实现所述控制器、第一通讯模块及第二通讯模块5的功能以外,完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制单元等形式来实现相同功能。
如图1所示,下面介绍本发明实施例的基于井下无线通讯的分层注水装置的工作流程。
将配水单元15连接在油管17下端,下入到套管16中。上测井车,通过电缆14携带井下数据通讯仪13从油管17内下入。当井下数据通讯仪13下至配水单元15上端后,缓慢下入,确定上层配水器301位置后,井下数据通讯仪13与智能配水器301对接成功后,与下层配水器301也就完成了成功对接,接下来可以实现对两层配水器301的实时监测和控制。
通过电缆供电,依次可对上下层配水器100唤醒,建立通讯。实时传送测调及更改配注量等指令,井下配注水流量及历史存储数据可以传输至控制器,采用井下数据通讯仪13与配水器100之间双向通信,该井下数据通讯仪13一次下井可同时与两层配水器100进行无线通讯,不用移动位置,完成井下两层流量测试调配及历史数据录取,实现井口分层流量、配水器100开度等信息的监测以及对井下仪器的实时监测和控制。
如图3所示,本发明的配水单元15的工作原理如下:
两个配水器100中的驱动机构1同时驱动对应的可调堵塞件2使得其位于第一工作位置,可调堵塞件2封堵进水口103或出水口107,进水口103和出水口107无法通过第一环腔108相连通,两个配水器100停止注水;
两个配水器100中的驱动机构1同时驱动对应的可调堵塞件2使得其位于第二工作位置,可调堵塞件2解除对所述进水口103和出水口107的封堵,进水口103和出水口107通过第一环腔108相连通,两个配水器100同时对不同的注水层进行注水。
如图5所示,本发明还提供了一种基于井下无线通讯的分层注水装置的工艺方法,基于井下无线通讯的分层注水装置的工艺方法如下:
步骤1,首先将配水单元15组件上下端分别与油管14连接,然后由油管传输下入井内相应层段位置。
步骤2:完井后,上测井车电缆携带井下数据通讯仪13,与配水单元15完成对接。
步骤3:对接完成后使用井口固定防喷装置,将数据通讯仪和电缆长置于油管内,井下监测的数据通过电缆实时传输至地面。
步骤4:配水单元15工作前,根据注采方案设置一层二层的测调方案,主要有测量周期、调节周期、配注量等。
步骤5:配水单元15按照预先设定的测调周期对各自层段配注量、油管压力、地层压力及温度进行测调。
步骤6:当需要更改配注方案时,在井口或者中控室(无需动用测井车下仪器),对一层二层的配注方案进行更改。
步骤7:通过服务器对井下智能配水器数据轮询,及时发现注水过程中的问题,为油田储层认知和改进注采方案提供数据支持。
步骤8:如需再次修井作业,只需用测井车起出电缆和无线通讯仪,修井作业完成后重新下入即可。
具体的,部分步骤详细过程如下:
下入智能配水器管柱:管柱组合应从下至上连接,即丝堵11、筛管11、单流阀12、配水单元15、油管17至井口,然后装井口闸板防喷器、电缆闸板19。
下入井下数据通讯仪13管柱:在下完配水单元15管柱完井后,上测井车电缆携带井下数据通讯仪13从油管内下入,与配水单元15完成对接。当井下数据通讯仪13下至配水单元15上端后,缓慢下入,确定上层智能配水器位置后,井下数据通讯仪13与上层智能配水器对接成功后,与下层智能配水器也就完成了成功对接,接下来可以实现对两层智能配水器的实时监测和控制。在地面控制器上发送开启井下数据通讯仪13定位爪指令后,井下数据通讯仪13与智能配水器进行机械定位对接。对接完成后,将井口电缆通过井口电缆密封装置20密封后与将电缆14甩出与地面控制器相连接。
坐封过程:完成井口打压设备连接后,打开井口油管17闸门、套管16闸门,进行正洗井,当进出口水质相同时,停止洗井。关闭套管16闸门,进行油管17加压,当油管17压力达到12MPa时,封隔器200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。
分层监测与智能控制过程:完井后测试调配技术人员通过地面控制仪21通过电缆14供电,依次可对上下层智能配水器唤醒,建立通讯,实时传送测调及更改配注量等指令,井下流量、压力、温度等生产数据及历史存储数据也可以传输至地面控制器内。成智能配水器工作前,根据注采方案设置一层、二层的测调方案,主要有测量周期、调节周期、配注量等。配水单元15按照预先设定的测调周期对各自层段配注量、油管压力、地层压力及温度进行测调。当需要更改配注方案时,在井口或者中控室(无需动用测井车下仪器),对一层二层的配注方案进行更改。地面控制器通过无线网络与中控系统进行通信,实时接收中控系统的调控指令。地面控制器按预设方案对安装智能配水器的注入井进行轮询,实时记录测量数据以及调节情况,并根据实际配注情况,智能发现、分析问题并及时预警;同时满足管理、查询终端对测量数据的查询、解析等需求。
解封过程:停注,进行泄压,至油管压力为静水压力,连接修井设备,上提管柱完成封隔器200解封。然后上提管柱,当上提管柱载荷上升后下降至平稳时,层间大通道封隔器解封。
起出油管内井下数据通讯仪13:打开井口电缆密封装置20和电缆闸板19,上测试车起出电缆14和井下数据通讯仪13。如需再次修井作业,只需用测井车起出电缆和无线通讯仪,修井作业完成后重新下入即可。
起出配水单元15管柱:拆卸注水井口,依次起出油管17、配水单元15、单流阀10、筛管11、丝堵12。
本发明实施例的基于井下无线通讯的分层注水装置能够取得取下技术效果:
1、修井作业无需捆绑电缆,施工简单,效率高,成本低;无需地面任何作业车辆及设备,大幅度降低劳动强度。
2、长庆油田87%以上分注井都是两层分注的,该工艺实现了两层分注井配水器100的集成,适用于长庆油田大部分分注井,地面全过程控制与监测,实现人工免投捞和测调作业,提高工作效率,节约测调费用。实现井口分层流量和配水器100开度等信息的监测以及对井下仪器的实时监测和控制。
3、该装置将电缆引入油管内,并且实现了带压作业,解决了管外预置电缆有缆数字式分注技术管外电缆易磨损、施工难度大、不能带压作业等技术难题。
4、该装置在不需要其它配套设备和人员的情况下,实现注水井的分层测调、水井管理和动态监测,为大数据处理与应用奠定了基础,为地质家对区块油藏动态调整及注水政策优化可以提供详尽的一手数据和资料。
5、不影响注水井后期的管理措施,如需要再次修井作业等措施,只需用测井车起出井下数据通讯仪13,修井作业完成后重新下入即可。
另外,以上所描述的实施例仅仅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的前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
Claims (5)
1.一种基于井下无线通讯的分层注水装置,其特征在于,包括:
套管(16),其设置在井口处;
油管(17),其下入到套管(16)中;
与油管(17)相连接下入到套管(16)中的配水单元(15),两个配水器(100)以及连接在两个配水器(100)之间的封隔器(200),封隔器(200)能坐封在套管(16)上;所述配水器(100)具有内层侧壁(102)和外层侧壁(106),所述内层侧壁(102)和外层侧壁(106)之间形成第一环腔(108),且内层侧壁(102)和外层侧壁(106)上分别设置有与第一环腔(108)相连通的进水口(103)和出水口(107);第一环腔(108)中设置有驱动机构(1)以及被驱动机构(1)驱动的可调堵塞件(2),所述可调堵塞件(2)具有封堵进水口(103)或出水口(107)以使进水口(103)和出水口(107)无法通过第一环腔(108)相连通的第一工作位置;以及,解除对进水口(103)和出水口(107)的封堵以使进水口(103)和出水口(107)通过第一环腔(108)相连通的第二工作位置;所述封隔器(200)与两个配水器(100)形成供液体通过的通道(300);
设置在所述通道(300)中具有第一通讯模块的井下数据通讯仪(13),所述第一通讯模块与驱动机构(1)通讯连接;
电缆(14),其下入到油管(17)和通道(300)中,电缆(14)与井下数据通讯仪(13)连接;
地面控制器(21),其通过电缆(14)与所述井下数据通讯仪(13)通讯连接;
所述驱动机构(1)包括与第一通讯模块通讯连接的控制电路,以及,与控制电路相连接的马达;
所述配水器(100)包括:
上接头(105),其侧壁形成外层侧壁(106);
与上接头(105)相连接的内管(101),其侧壁形成内层侧壁(102);
所述上接头(105)的下端连接有下接头(6),所述下接头(6)与上接头(105)之间形成有密闭的第二环腔(4),所述第二环腔(4)中容置有流量检测模块(3)以及与第一通讯模块通讯连接的第二通讯模块(5),所述流量检测模块(3)的上端伸出第二环腔(4)进入第一环腔(108)中,所述第二通讯模块(5)与控制电路和流量检测模块(3)通讯连接;
所述上接头(105)位于内管(101)下方的侧壁沿径向向内弯折形成第一密封段(109),所述第一密封段(109)向下弯折形成第二密封段(104),所述下接头(6)与第一密封段(109)和第二密封段(104)共同限定出密闭的第二环腔(4);
所述出水口(107)位于进水口(103)的上方,当可调堵塞件(2)位于第一工作位置时,其封堵出水口(107);当可调堵塞件(2)位于第二工作位置时,其至少部分打开出水口(107)。
2.根据权利要求1所述的基于井下无线通讯的分层注水装置,其特征在于,所述可调堵塞件(2)的端部设置有丝孔,所述马达的输出轴上连接有丝杆,所述丝杆旋合在丝孔中。
3.根据权利要求1所述的基于井下无线通讯的分层注水装置,其特征在于,所述内管(101)的下端与第一密封段(109)间隔设置以形成进水口(103),所述流量检测模块(3)的上端穿过第一密封段(109),从而流量检测模块(3)的上端对应进水口(103)。
4.根据权利要求1所述的基于井下无线通讯的分层注水装置,其特征在于,所述配水单元(15)上部依次连接油管(17)、井口闸板防喷器(18)、电缆闸板(19)以及井口电缆密封装置(20),配水单元(15)下部依次连接单流阀(10)、筛管(11)和丝堵(12)。
5.一种基于井下无线通讯的分层注水装置的工艺方法,基于权利要求1至4任一项所述基于井下无线通讯的分层注水装置,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1,首先将配水单元(15)组件上下端分别与油管(17)连接,然后由油管传输下入井内相应层段位置;
步骤2:通过电缆(14)携带井下数据通讯仪(13),与配水单元(15)完成对接;
步骤3:对接完成后,将井下数据通讯仪(13)和电缆(14)长置于油管(17)内,井下监测的数据通过油管(17)实时传输至地面控制器(21);
步骤4:配水单元(15)工作时,两个配水器(100)中的驱动机构(1)同时驱动对应的可调堵塞件(2)使得其位于第一工作位置,可调堵塞件(2)封堵进水口(103)或出水口(107),进水口(103)和出水口(107)无法通过第一环腔(108)相连通,两个配水器(100)停止注水;
两个配水器(100)中的驱动机构(1)同时驱动对应的可调堵塞件(2)使得其位于第二工作位置,可调堵塞件(2)解除对进水口(103)和出水口(107)的封堵,进水口(103)和出水口(107)通过第一环腔(108)相连通,两个配水器(100)同时对不同的注水层进行注水。
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