CN110359891A - 一种压力可实时测调的螺旋分压装置及其测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的是一种压力可实时测调的螺旋分压装置及其测量方法，其中压力可实时测调的螺旋分压装置包括外筒，内筒，螺旋节流槽，螺旋节流槽安装在内筒壁面上，螺旋节流槽包括可伸缩式螺旋槽、螺旋滑道、滚轮，螺旋滑道在外筒与内筒之间并安装在外筒内壁上；可伸缩式螺旋槽由一节节的槽体沿螺旋方向可伸缩地连接在一起形成，其槽顶安装在内筒外壁上，槽顶外通过滚轮轴承安装有滚轮，滚轮位于螺旋滑道内，槽顶外固定控制把手，控制把手穿出外筒并安装旋钮，螺旋滑道与外筒的接触表面处安装有带有刻度的刻度板，压力传感器安装在内筒靠近出口部位，感应芯片连接控制器。本发明解决了传统分压装置无法改变机械结构来改变溶液不同节流压差的技术难题。
Description
技术领域：
本发明涉及的是在油田开发生产过程中进行分层注入时使用的一种分压注入装置，具体涉及的是一种压力可实时测调的螺旋分压装置及其测量方法。
背景技术：
在油田聚驱开发过程中，聚合物驱可在一定程度上使注入剖面得到改善，但由于油层非均质性和井网完善程度等多种因素的影响，层间矛盾依然没有从根本上得以解决。在笼统注入方式下，好油层与差油层之间的矛盾比较突出。渗透率高、油层发育较好的厚油层动用程度高；而渗透率低、油层发育较差的油层动用程度较低。由于聚合物驱过程很难在动用比例较低的薄差油层中发挥作用，不利于聚合物驱整体开发效果的改善，所以必须采取分层注聚措施，保证薄差油层聚合物驱潜力的发挥。但对于聚合物溶液这种粘弹性非牛顿流体，如果采用常规分层注入技术（即通过减小过流面积来形成节流压差、控制注入量）进行分层注入，存在着粘度损失率高、影响驱替效果的问题。
传统分压注入工具的节流元件为环形或流线型的降压槽结构，溶液在流经这类节流元件时，由于过流面积周期性减小与增大，造成能量损失，形成节流压差，使压力降低，但同时也对溶液造成了一定程度的机械剪切作用，使溶液的黏度降低，并且传统的分压装置是一种固定的机械结构，结构参数无法改变，无法用同一种装置适应不同情况下的压降要求。传统的分压装置无法测量溶液在装置中的流动压力的变化情况，不能掌握分压装置的作用效果，以至于无法及时对分压装置进行调整。所以要从不同于传统的分压注入装置对溶液的作用机理和工具结构和参数入手，设计一种适合不同压力需求并且可以测量溶液压力的可调节机械结构的分压注入装置，为油田聚合物驱开发提供技术保障。
发明内容：
本发明的一个目的是提供一种压力可实时测调的螺旋分压装置，这种压力可实时测调的螺旋分压装置用于解决现有分压注入工具结构不可调整、及无法测量溶液流经分压注入工具时的压力的问题，本发明的另一个目的是提供这种压力可实时测调的螺旋分压装置的测量方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种压力可实时测调的螺旋分压装置包括外筒，内筒，螺旋节流槽、压力传感器、计算机，外筒、内筒同轴设置，内筒两端分别设置入口、出口，螺旋节流槽安装在内筒壁面上，螺旋节流槽包括可伸缩式螺旋槽、螺旋滑道、滚轮，螺旋滑道在外筒与内筒之间并安装在外筒内壁上；可伸缩式螺旋槽由一节节的槽体沿螺旋方向可伸缩地连接在一起形成，其槽顶安装在内筒外壁上，槽顶外通过滚轮轴承安装有滚轮，滚轮位于螺旋滑道内，槽顶外固定控制把手，控制把手穿出外筒并安装旋钮，螺旋滑道与外筒的接触表面处安装有带有刻度的刻度板，压力传感器安装在内筒靠近出口部位，压力传感器的表面为感应芯片，感应芯片连接控制器，控制器连接计算机，感应芯片设置有缓冲装置。
上述方案中可伸缩式螺旋槽由可伸缩式螺旋条纹板制作而成。
上述方案中缓冲装置有四个，四个缓冲装置沿周向均匀支撑在感应芯片外，防止溶液的冲击过大使感应芯片过度变形而损坏。
上述压力可实时测调的螺旋分压装置的测量方法：
步骤一、根据实际操作要求所需的节流压差确定要调节的螺旋节流槽旋线的长度；
步骤二、根据要调节的螺旋节流槽旋线的长度确定旋线在外筒刻度板处的刻度值；
步骤三、拉动控制把手，使滚轮沿着螺旋滑道移动来控制旋线的伸长或缩短，对可伸缩式螺旋槽进行控制，来调节螺旋节流槽旋线的伸长或缩短，当伸长或缩短到步骤二中确定的刻度值后，旋转旋钮对可伸缩式螺旋槽进行固定；当需要较大的节流压差时，拉动控制把手，使可伸缩式螺旋槽沿着螺旋滑道的方向伸长，增加了溶液流经螺旋节流槽时的涡流强度，使溶液的能量损耗相对加强，形成较大的节流压差；当需要较小的节流压差时，拉动控制把手，使可伸缩式螺旋槽沿着螺旋滑道的方向缩短，减小了溶液流经螺旋节流槽时的涡流强度，使溶液的能量损耗相对减弱，形成较小的节流压差；
步骤四、进行测量，当溶液流经内筒末端的压力传感器时，溶液与压力传感器表面的感应芯片接触，流动的溶液对压力传感器表面造成冲击，挤压表面，使感应芯片变形，溶液对感应芯片产生的形变使芯片的阻值发生变化，并通过感应芯片输出电压的波动信号，控制器接受电压信号并计算出压强大小，控制器把压力信号通过信号发射装置把传输到计算机，得到溶液压力信息。
本发明具有以下有益效果：
1.本发明与以往的分压装置相比，能够在溶液流经螺旋节流槽时形成涡流来提高溶液流动的能量损失，形成节流压差，并且很大程度上减小了机械剪切，降低了溶液的黏度损失，解决了传统分压装置在形成节流压差，降低压力的同时，溶液受到较大程度的机械剪切，使溶液的黏度损失增加，导致注入效果不理想的问题。
2.本发明可以对螺旋节流槽的旋线长度进行主动调节，通过控制螺旋节流槽的旋线长度来调节节流压差的大小，解决了传统分压装置无法改变机械结构来改变溶液不同节流压差的技术难题。同时在不拆卸分压装置的条件下，可以满足不同实际要求下所需的溶液压降，实现了工具的多次使用，节约了制作以及拆卸和更换装置的大量成本和时间。
3.本发明与传统的分压装置相比可以实现数据的实时测量，具体可以实现压力数据的实时测量。当溶液流过内筒末端的压力传感器时，能够测量溶液的压力大小，解决了传统分压装置无法测量流动溶液的压力的问题，实现了压力数据的实时测量。
4.本发明的制作与安装简单，使用程度较高，可操作性强，自动化程度较高，能够对测量信息进行及时反馈。
四、附图说明：
图1是本发明的三维结构简图。
图2是本发明的二维结构简图。
图3是本发明的螺旋节流槽结构图。
图4是本发明的中外筒、内筒、螺旋节流槽关系示意图。
图5是本发明的伸缩前的螺旋条纹板截面结构简图。
图6是本发明的伸缩后的螺旋条纹板截面结构简图。
图7是本发明的螺旋滑道结构图。
图8是本发明的压力传感器截面结构图。
图9是本发明的压力传感器流程图。
图中：1外筒；2内筒；3螺旋节流槽；4螺旋滑道；5可伸缩式螺旋条纹板；6滚轮轴承；7滚轮；8控制把手；9旋钮；10刻度板；11压力传感器；12感应芯片；13微型电源；14控制器；15缓冲装置；16入口；17出口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
结合图1-图9所示，这种压力可实时测调的螺旋分压装置包括外筒1，内筒2，螺旋节流槽3、压力传感器11、计算机，外筒1、内筒2同轴设置，内筒2两端分别设置入口16、出口17，螺旋节流槽3安装在内筒2壁面上，螺旋节流槽3包括可伸缩式螺旋槽、螺旋滑道4、滚轮7，螺旋滑道4在外筒1与内筒2之间并安装在外筒1内壁上；可伸缩式螺旋槽是由可伸缩式螺旋条纹板5制作，截面为梯形。可伸缩式螺旋槽由一节节的槽体沿螺旋方向可伸缩地连接在一起形成，一节节的槽体中的首节槽体起始端封闭，末节槽体的末端封闭，相邻两节槽体之间可拉伸可回缩；可伸缩式螺旋槽的槽顶安装在内筒2外壁上，槽顶外通过滚轮轴6承安装有滚轮7，滚轮7位于螺旋滑道4内，槽顶外固定控制把手8，控制把手8穿出外筒1并安装旋钮9，将旋钮9紧固在外筒1表面时，控制把手8被固定住，螺旋滑道4与外筒1的接触表面处安装有带有刻度的刻度板10，外观上可看到刻度板10，可将控制把手8拉到目标高刻度处，可清楚可伸缩式螺旋槽处所的位置。
压力传感器11安装在内筒2靠近出口部位，压力传感器11的表面为感应芯片12，感应芯片12连接控制器14，控制器14连接计算机，由微型电源13供电，微型电源13设置在控制器14外侧，感应芯片12设置有缓冲装置15，缓冲装置15有四个，四个缓冲装置15沿周向均匀支撑在感应芯片12外，防止溶液的冲击过大使感应芯片12过度变形而损坏。
这种压力可实时测调的螺旋分压装置的节流元件为螺旋节流槽3，当溶液流经螺旋节流槽3时，溶液与螺旋节流槽3发生碰撞，并会沿着旋线的方向进行流动，形成涡流，涡流的形成会提高溶液的能量损耗，使溶液的压力下降。
上述压力可实时测调的螺旋分压装置的测量方法：
步骤一：溶液在流经这种压力可实时测调的螺旋分压装置前根据实际操作要求所需的节流压差确定要调节的螺旋节流槽旋线的长度。
步骤二：根据要调节的螺旋节流槽旋线的长度确定旋线在外筒刻度板10处的刻度值。
步骤三：通过拉动穿过外筒1的控制把手8，对可伸缩式螺旋条纹板5进行控制，来调节螺旋节流槽旋线的伸长或缩短，当伸长或缩短到步骤二中所处的刻度值后，旋转旋钮9对可伸缩式螺旋条纹板5进行固定。控制把手8与可滑动装置相连，当拉动控制把手8时，将会带动可伸缩式螺旋条纹板5前面底部的滚轮7转动，使滚轮7沿着螺旋滑道4移动来控制旋线的伸长或缩短，当需要较大的节流压差时，拉动控制把手8，使可伸缩式螺旋条纹板5沿着螺旋滑道4的方向伸长，增加了溶液流经螺旋节流槽3时的涡流强度，使溶液的能量损耗相对加强，形成较大的节流压差；当需要较小的节流压差时，拉动控制把手8，使可伸缩式螺旋条纹板5沿着螺旋滑道4的方向缩短，减小了溶液流经螺旋节流槽3时的涡流强度，使溶液的能量损耗相对减弱，形成较小的节流压差。
步骤四、进行测量：在内筒2的底部收缩处安装有压力传感器11，压力传感器11内部的感应芯片12和控制器14相连接，当溶液流经压力传感器11时，溶液与压力传感器11表面的感应芯片12接触，流动的溶液对压力传感器11表面造成冲击，挤压表面，使感应芯片12变形，缓冲装置15连接在感应芯片12后，防止溶液的冲击过大使感应芯片12过度变形而损坏，溶液对感应芯片12产生的形变使感应芯片12的阻值发生变化，并通过感应芯片12输出电压的波动信号，控制器14接受电压信号并计算出压强大小，控制器14把压力信号通过信号发射装置把压强的电信号传输到电脑终端里得到相关的压力信息。
本发明能够根据实际情况改变相应的机械结构，在改变节流压差的同时，能够减小黏度损失，并且能够实时测量溶液流经装置时的压力数值大小，满足不同的情况需求。
Claims (4)
1.一种压力可实时测调的螺旋分压装置，其特征在于：这种压力可实时测调的螺旋分压装置包括外筒（1），内筒（2），螺旋节流槽（3）、压力传感器（11）、计算机，外筒（1）、内筒（2）同轴设置，内筒（2）两端分别设置入口（16）、出口（17），螺旋节流槽（3）安装在内筒（2）壁面上，螺旋节流槽（3）包括可伸缩式螺旋槽、螺旋滑道（4）、滚轮（7），螺旋滑道（4）在外筒（1）与内筒（2）之间并安装在外筒（1）内壁上；可伸缩式螺旋槽由一节节的槽体沿螺旋方向可伸缩地连接在一起形成，其槽顶安装在内筒（2）外壁上，槽顶外通过滚轮轴承（6）安装有滚轮（7），滚轮（7）位于螺旋滑道（4）内，槽顶外固定控制把手（8），控制把手（8）穿出外筒（1）并安装旋钮（9），螺旋滑道（4）与外筒（1）的接触表面处安装有带有刻度的刻度板（10），压力传感器（11）安装在内筒（2）靠近出口部位，压力传感器（11）的表面为感应芯片（12），感应芯片（12）连接控制器（14），控制器（14）连接计算机，感应芯片（12）设置有缓冲装置（15）。
2.根据权利要求1所述的压力可实时测调的螺旋分压装置，其特征在于：所述的可伸缩式螺旋槽由可伸缩式螺旋条纹板（5）制作而成。
3.根据权利要求2所述的压力可实时测调的螺旋分压装置，其特征在于：所述的缓冲装置（15）有四个，四个缓冲装置（15）沿周向均匀支撑在感应芯片（12）外。
4.一种权利要求3所述的压力可实时测调的螺旋分压装置的测量方法，其特征在于：
步骤一、根据实际操作要求所需的节流压差确定要调节的螺旋节流槽旋线的长度；
步骤二、根据要调节的螺旋节流槽旋线的长度确定旋线在外筒刻度板（10）处的刻度值；
步骤三、拉动控制把手（8），使滚轮（7）沿着螺旋滑道（4）移动来控制旋线的伸长或缩短，对可伸缩式螺旋槽进行控制，来调节螺旋节流槽旋线的伸长或缩短，当伸长或缩短到步骤二中确定的刻度值后，旋转旋钮（9）对可伸缩式螺旋槽进行固定；当需要较大的节流压差时，拉动控制把手（8），使可可伸缩式螺旋槽沿着螺旋滑道（4）的方向伸长，增加了溶液流经螺旋节流槽（3）时的涡流强度，使溶液的能量损耗相对加强，形成较大的节流压差；当需要较小的节流压差时，拉动控制把手（8），使可伸缩式螺旋槽沿着螺旋滑道（4）的方向缩短，减小了溶液流经螺旋节流槽（3）时的涡流强度，使溶液的能量损耗相对减弱，形成较小的节流压差；
步骤四、进行测量，当溶液流经内筒末端的压力传感器（11）时，溶液与压力传感器（11）表面的感应芯片（12）接触，流动的溶液对压力传感器（11）表面造成冲击，挤压表面，使感应芯片（12）变形，溶液对感应芯片（12）产生的形变使芯片的阻值发生变化，并通过感应芯片（12）输出电压的波动信号，控制器（14）接受电压信号并计算出压强大小，控制器（14）把压力信号通过信号发射装置把传输到计算机，得到溶液压力信息。
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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 | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Fu Cheng Inventor after: Hu Xinyu Inventor after: Xu Dekui Inventor after: Liu Chongjiang Inventor after: Song Xingliang Inventor after: Huang Bin Inventor after: Han Yu Inventor after: An Xu Inventor after: Chen Xinlei Inventor before: Fu Cheng Inventor before: Hu Xinyu Inventor before: Chen Xinlei Inventor before: Xu Dekui Inventor before: Liu Chongjiang Inventor before: Song Xingliang Inventor before: Huang Bin Inventor before: Han Yu Inventor before: An Xu |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |