CN110735621B - 一种用于智能测调井下无线分层配水的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于智能测调井下无线分层配水的方法及系统，包括：获取一个或多个需要调节的井下智能配水器的配水指令，并将其转换成相应的水嘴声波动作信号，通过配水管柱向井下发送；指定的井下智能配水器接收相应的水嘴声波动作信号，调节其内部的水嘴至与水嘴声波动作信号匹配的开度，完成分层配水；井下智能配水器定时采集对应地层的反馈信息，生成与反馈信息匹配的声波振动信号，并通过配水管柱将分时向地面发送；井口控制器接收上述声波振动信号，并将其转换成反馈信息，用以监测设备及地层配水状态。本发明实现了数据和指令的无线双向通讯和智能化配水调控，完成油田井精细分层注水，明显简化工艺，提高配注合格率。

Description

一种用于智能测调井下无线分层配水的方法及系统

技术领域

本发明涉及油田开发技术领域，具体地说，是涉及一种具有双向信号传输功能的用于智能测调井下无线分层配水的方法及系统。

背景技术

目前国内分层注水技术可以满足大部分油藏类型的需要，但依然存在油水井对应率、水驱效果不佳的问题。现有注水工艺按测配方式主要分为：同心配水工艺、偏心配水工艺、无缆测调配水等，其中同心配水工艺、偏心配水工艺等属于有缆测调工艺，该工艺由于段数限制无法满足大斜度井及水平井分层段注水要求，且存在施工成本高，工艺复杂及调配不及时的问题。

现有的无线测调配水技术能够实现远程控制，在先进性、便捷性和井身适应性等方面大大提高，但是还存在着井下调测动作不及时反馈的问题，并且无法及时对井下数据进行监测和调控。当地层压力、温度和渗透率等特性参数发生变化时，还不能实时感知、识别、决策、调整注入量。由于不能及时掌控井下管柱工作状况，从而导致配注合格率低，注入无效等现象。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于智能测调井下无线分层配水的方法，包括：获取一个或多个需要调节的指定的井下智能配水器的配水指令，并将其转换成相应的水嘴声波动作信号，进一步通过配水管柱向井下传输，其中，每个配水指令包含相应的所述井下智能配水器的水嘴开度信息和开度持续控制信息；所述指定的井下智能配水器接收相应的所述水嘴声波动作信号，调节其内部的水嘴至与所述水嘴声波动作信号匹配的开度，启动分层配水；每个井下智能配水器定时采集对应地层的包括出水流量、流体压力值和流体温度值的反馈信息，生成与所述反馈信息匹配的声波振动信号，并通过所述配水管柱将所述声波振动信号分时发送至地面；井口控制器接收每个井下智能配水器发送的所述声波振动信号，并将其还原成相应地层的所述反馈信息，用以监测所述井下智能配水器的工作状态及地层配水状态。

优选地，所述方法还包括：获取并分析所述反馈信息，根据分析结果生成一个或多个需要调节的井下智能配水器的配水指令。

优选地，在获取并分析所述反馈信息，根据分析结果生成一个或多个需要调节的井下智能配水器的配水指令步骤中，进一步包括：接收所有所述反馈信息；利用配水调节模型，根据所述反馈信息以及相应地层水量需求条件，确定一个或多个需要调节的指定的井下智能配水器；将所述指定的井下智能配水器对应的配水量转换成配水指令，向所述井口控制器发送。

优选地，所述方法还包括：通过以预设的中继器分布间隔安装在所述配水管柱的外壁上的声波中继器，对传输至当前声波中继器中的所述水嘴声波动作信号或所述声波振动信号进行放大处理，以保持被放大信号的幅度。

优选地，在通过所述配水管柱将所述声波振动信号分时发送至地面步骤中，井下智能配水器按照预设的相应的反馈控制时间间隔，将所述声波振动信号返回至所述井口控制器，其中，所述反馈控制时间间隔是基于实时时钟中的预设的定时采集时刻，结合井下智能配水器所在的井底深度以及信号传输速率确定的。

另一方面，本发明还提供一种用于智能测调井下无线分层配水的系统，包括：多个井下智能配水器，其安装于配水管柱内并设置于相邻的分层封隔器之间，构成为接收相应的水嘴声波动作信号，调节其内部的水嘴至与所述水嘴声波动作信号匹配的开度，启动分层配水，以及每个所述井下智能配水器定时采集对应地层的包括出水流量、流体压力值和流体温度值的反馈信息，生成与所述反馈信息匹配的声波振动信号，并通过所述配水管柱将所述声波振动信号分时发送至地面；井口控制器，其设置于地面靠近井口处，构成为获取一个或多个需要调节的指定的井下智能配水器的配水指令，并将其转换成相应的所述水嘴声波动作信号，进一步通过配水管柱向井下传输，其中，每个配水指令包含相应的所述井下智能配水器的水嘴开度信息和开度持续控制信息，以及接收每个井下智能配水器发送的所述声波振动信号，并将其还原成相应地层的所述反馈信息，用以监测所述井下智能配水器的工作状态及地层配水状态。

优选地，所述系统还包括：与所述井口控制器连接的远程服务器，所述远程服务器构成为获取并分析所述反馈信息，根据分析结果生成一个或多个需要调节的井下智能配水器的配水指令。

优选地，所述系统还包括：以预设的中继器分布间隔安装在所述配水管柱的外壁上的声波中继器，所述声波中继器构成为对传输至当前声波中继器中的所述水嘴声波动作信号或所述声波振动信号进行放大处理，以保持被放大信号的幅度。

优选地，所述井下智能配水器进一步包括：声波接收模块，其用于将接收到的所述水嘴声波动作信号转换成电信号；电机；与所述电机连接的水嘴；压力计，其安装于靠近所述水嘴的出水口处，构成为定时采集分层配水过程中的流体压力信号；流量计，其安装于靠近所述水嘴的出水口处，构成为定时采集分层配水过程中的出水流量信号；温度计，其安装于靠近所述水嘴的出水口处，构成为定时采集分层配水过程中的流体温度信号；处理器，其与所述声波接收模块、所述电机、所述压力计、所述流量计和所述温度计连接，构成为利用转换后的所述水嘴声波动作信号，驱动所述电机旋转，以控制所述水嘴的开度，以及在分层配水过程中获取所述流体压力信号、所述出水流量信号和所述流体温度信号，并将其分别进行预处理后转换成相应的包括所述出水流量、所述流体压力值和所述流体温度值的所述反馈信息，并按照预设的相应的反馈控制时间间隔输出所述反馈信息；和声波转换模块，其与所述处理器连接，构成为获取从所述处理器发送的所述反馈信息，并发射与所述反馈信息匹配的声波振动信号。

优选地，所述井口控制器包括：井口信号发送模块，其具备设置于配水管柱内的液体液面下方的信号发射端，构成为将从所述远程服务器发送的一个或多个配水指令经数模转换和电信号转声信号处理后，通过所述信号发射端向井下发射相应的所述水嘴声波动作信号；井口信号接收模块，其具备设置于地面井口处的信号接收端，构成为通过所述信号接收端接收井下发送的所述声波振动信号，进一步经过声信号转电信号、放大、滤波以及模数转换处理后，得到所述反馈信息，并将其输送至所述远程服务器。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

本发明提出了一种具备无线双向信号传输功能的用于井下分层配水的智能调控系统，该系统利用声波遥测技术实现了数据和指令信号的无线双向通讯传输，在实现实时双向控制后，对于油田井实现精细分层注水、节约人力物力、提升技术水平及信息化管理等具有重大意义。另外，对于大斜度井、水平井等特殊井开展分层注水提供了解决方案，可明显简化工艺并减少工作量，提高配注合格率。

本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本申请实施例的用于智能测调井下无线分层配水的系统的总体结构示意图。

图2为本申请实施例的用于智能测调井下无线分层配水的系统中井下智能配水器(4、7……)的结构示意图。

图3为本申请实施例的用于智能测调井下无线分层配水的方法的步骤图。

在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本发明的原理，并且未按实际比例绘制。

其中，附图标记列表如下：

1：井筒

2：第一分层封隔器

3：配水管柱(油管)

4：第一智能配水器

5：下行声波信号(水嘴声波动作信号)

6：第二分层封隔器

7：第二智能配水器

8：声波中继器

9：上行声波信号(声波振动信号)

10：井口坐封打压装置

11：井口信号控制器

12：地面传输线路

13：远端信号收发器

14：远程服务器

201：声波接收模块

202：电机

203：水嘴

204：压力计

205：流量计

206：温度计

207：处理器

208：滤罩

209：声波转换模块

2091：驱动电路

2092：声波转换器

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

现有的无线测调配水技术能够实现远程控制，在先进性、便捷性和井身适应性等方面大大提高，但是还存在着井下调测动作不及时反馈的问题，无法及时对井下数据进行监测和调控。当地层压力、温度和渗透率等特性参数发生变化时，还不能实时感知、识别、决策、调整注入量。由于不能及时掌控井下管柱工作状况，从而导致配注合格率低，注入无效等现象。

因此，为了克服现有无线测调配水技术中无法实现井下无线双向传输和无法及时对井下数据进行监测和调控的问题，本发明提供了一种具备利用声波遥测技术实现具有无线双向传输功能的用于井下分层配水的智能调控系统。这种智能调控系统可实现注水井双向无线信号传输及远程控制，实时监测井下工具工作状态和地层参数等井下数据，无需下入分层测试仪器以及井下通讯短节等设备，就可以在地面利用声波遥测技术实现实时读取井下数据，从而根据反馈数据，及时分层注水调配，提高油田注水开发效益。

图1为本申请实施例的用于智能测调井下无线分层配水的系统的总体结构示意图。如图1所示，该系统主要包括井筒1、多个井下智能配水器(4、7……)、多个分层封隔器(2、6……)、多个声波中继器8、井口坐封打压装置10、井口控制信号11和远程服务器14等。其中，井下智能配水器(4、7……)为工具短节，与上下配水管柱3相连，上部设计有出水口。分层封隔器(2、6……)用于对不同地层进行层间隔离，防止层间窜通，可以通过井口坐封打压装置10以打压方式坐封封隔器。

另外，远程服务器14通过地面传输线路12以及远端信号收发器13与井口控制信号11连接。需要说明的是，在本例中，远程服务器14与井口控制信号11的连接方式仅为本发明的一个具体示例，本申请对此不作具体限定，还可以通过无线方式进行通讯。

进一步的，在实施井下分层配水作业前，需要先对注水井进行设计。在一个实施例中，根据井况参数设计分层配水管柱，管柱按照配水管柱3、第一分层封隔器2、第一分层封隔器6、声波中继器8、第一智能配水器4和第二智能配水器7等的顺序依次连接而成。通过井口坐封打压装置10打压利用分层封隔器(2、6……)将各个注水层隔离，在每一层位安装有一套井下智能配水器(4、7……)。管柱下入井中后坐封分层封隔器(2、6……)，使用地面设备注水直至液面到达井口处。其中，井下智能配水器(4、7……)在分层封隔器(2、6……)尚未坐封前，可调节水嘴处于关闭状态。

在完成分层配水工艺的准备工作后，对配水工艺的控制及流程部分进行详细说明。

远程服务器14与上述井口控制器11连接，能够获取并分析从井口控制器11发送的反馈信息，进一步根据分析结果生成一个或多个需要调节的井下智能配水器(4、7……)的配水指令。具体地，远程服务器能够接收从所有从井口控制器11发送的反馈信息，利用配水调节模型，根据反馈信息以及相应地层水量需求条件，为安装于不同地层的多个井下智能配水器(4、7……)设计新的配水量，判断并确定一个或多个需要调节的指定的井下智能配水器(4、7……)，最终，将这些需要调节的指定的井下智能配水器(4、7……)所对应的新的配水量转换成相应的配水指令，发送至井口控制器11。这样，便可以根据反映地层状态及配水状态的反馈信息，结合实际地层条件，自行判断出井下需要进行水嘴开度调节的井下智能配水器(4、7……)，并对指定的井下智能配水器(4、7……)进行相应的调节，实现智能化的配置及调控。其中，配水指令包括相应的水嘴开度信息及开度持续控制信息(开度持续控制信息表示配水指令中的水嘴开度信息的维持时长)。

具体地，远程服务器14具备预设的配水调节模型，该模型通过不同地层的历史实际配水量信息、不同地层的标准配水量信息等通过神经网络算法构建而成。首先，在远程服务器获得某一地层的反馈信息后，由远程服务器进行解析。进一步，分析出该地层当前的实际配注流量以及地层状态参数，再利用上述分析出的参数和配水调节模型，得到该地层理想的注水量，并将二者进行对比。若对比结果超过预设的调节判断阈值，则判断需要调节这一地层中的井下智能配水器的水嘴开度，并将上述理想的注水量作为新的配水量，基于此，为当前井下智能配水器设置对应的水嘴开度和开度持续时长，从而生成至少包括这两种数据的相应的配水指令。

需要说明的是，本发明既能够对每个井下智能配水器(4、7……)中的水嘴开度进行调节，还能够通过配水指令将相应的井下智能配水器(4、7……)中的水嘴进行初始化操作达到闭合状态，以对每个地层的配水情况进行调整，与此同时，还能够有效的减小井下智能配水器(4、7……)的电量损耗。

另外，远程服务器14配置有显示器，能够显示解析后的反馈信息中的出水流量、流体压力值和流体温度值，以供管理人员进行实时监测装置。

进一步的，井口控制器11设置于地面靠近井口处，该部件至少包括井口信号发送模块(未图示)和井口信号接收模块(未图示)。其中，井口信号发送模块具备设置于配水管柱内的液体液面下方的信号发射端。井口信号接收模块具备设置于地面井口处的信号接收端。

进一步的，在远程服务器14对井下分层流量进行一键式远程调配后，井口信号控制器11获取一个或多个需要调节的指定的井下智能配水器(4、7……)的配水指令，并将这些需要调节的井下智能配水器(4、7……)的配水指令分别转换成相应的水嘴声波动作信号(还原成动作码)，通过配水管柱3(将配水管柱3作为声波传输信道)向井下每个需要调节的井下智能配水器(4、7……)发送对应的水嘴声波动作信号，其中，每个配水指令包含相应的井下智能配水器(4、7……)的水嘴开度信息及开度持续控制信息，以控制相应的井下智能配水器(4、7……)完成分层调配。具体地，井口控制器11中的井口信号发送模块将从远程服务器14发送的一个或多个配水指令经数模转换以及电信号转声信号的处理后，通过信号发射端向井下发射相应的水嘴声波动作信号。

进一步的，井口控制器11还能够接收每个井下智能配水器(4、7……)发送的表征反馈信息的声波振动信号，并将其转换成相应地层的反馈信息，进一步将该信息通过传输线路或者无线网络远传至管理方中控室(远程服务器14)，用以监测每个井下智能配水器(4、7……)的工作状态及地层配水状态。具体地，井口控制器11中的井口信号接收模块通过信号接收端接收井下发送的声波振动信号，进一步经过声信号转电信号、放大、滤波以及模数转换处理后，将上述声波振动信号还原成相应地层的反馈信息，并将其输送至远程服务器14。

接下来，对井下智能配水器(4、7……)进行说明。参考图1，井下智能配水器(4、7……)安装于配水管柱3内，并且设置于相邻的分层封隔器(2、6……)之间。井下智能配水器(4、7……)能够接收并识别针对自身的水嘴声波动作信号，调节其内部的水嘴至与自身的水嘴声波动作信号匹配的开度，开始分层配水工作。

进一步的，在分层配水过程中，每个井下智能配水器(4、7……)还能够定时采集对应地层的包括出水流量、流体压力值和流体温度值的反馈信息，生成与反馈信息匹配的声波振动信号，并通过配水管柱3(将配水管柱3作为声波传输信道)将声波振动信号分时向地面发送。

图2为本申请实施例的用于智能测调井下无线分层配水的系统中井下智能配水器(4、7……)的结构示意图。如图2所示，进一步的，每个井下智能配水器(4、7……)至少包括声波接收模块201、电机202、与电机连接的水嘴203、压力计204、流量计205、温度计206、处理器207、滤罩208和声波转换模块209等。

其中，声波接收模块201用于将接收到的水嘴声波动作信号转换成电信号。处理器207分别与声波接收模块201和电机202连接利用上述转换后的水嘴声波动作信号，驱动电机202旋转，以控制水嘴203的开度。滤罩208安装于水嘴203内部。具体地，利用声波地面遥控技术，由井口信号控制器11发送水嘴声波动作信号后，即发出下行声波信号5，通过配水管柱(油管)3传输到井下，井下智能配水器(4、7……)中的声波接收模块201在接收到针对自身的水嘴声波动作信号后，执行动作，控制井下电机运转，在相应的(水嘴)开度持续控制数据的控制下，调节水嘴203至与水嘴声波动作信号匹配的开度，并控制开度持续时长，与此同时，地面也要配合调整注水阀门的开度，当注入水经滤罩208后，从井下智能配水器(4、7……)的水嘴203的出水口处注入相应的地层(当前井下智能配水器所在的地层)，以实现分层精确配水。

进一步的，压力计204安装于靠近水嘴203的出水口处，能够定时采集分层配水过程中的流体压力信号。流量计205安装于靠近水嘴203的出水口处，能够定时采集分层配水过程中的出水流量信号。温度计206安装于靠近水嘴203的出水口处，能够定时采集分层配水过程中的流体温度信号。其中，处理器207存储有实时时钟，并预先为采集过程进行定时设置，使得处理器207在预设的定时采集时刻定时唤醒，向上述压力计204、流量计205以及温度计206分别发送采集控制指令，控制相应的传感器开始采集工作。而后，压力计204、流量计205和温度计206均在采集控制指令的驱动下定时采集相应的信号。

在上述至少包括压力计204、流量计205以及温度计206的采集部件获取到可表征当前地层状态和配水状态的流体压力信号、出水流量信号和流体温度信号时，与这三个采集部件均连接的处理器207获取上述采集部件在分层配水过程中采集到的上述不同类别的信号，并将其分别进行放大、模数转换、编码以及整合等一系列预处理后，转换成相应的包括出水流量、流体压力值和流体温度值的反馈信息。另外，处理器207还能够对反馈信息进行实时存储，方便管理人员后期对存储的历史反馈信息进行调取。

另外，为了防止下行的水嘴声波动作信号以及不同井下智能配水器(4、7……)在发送表征反馈信息的声波振动信号时，可能导致的信号冲突现象，每个井下智能配水器(4、7……)中的处理器207均存储有预设的针对当前井下智能配水器的反馈控制时间间隔(其中，每个井下智能配水器所对应的反馈控制时间间隔均不同)。这样，井下智能配水器(4、7……)中的处理器207以上述预设的定时采集时刻为起点，按照自身井下智能配水器中预先设置好的相应的反馈控制时间间隔，向声波转换模块209发送上述反馈信息，在声波转换模块209的转换工作完成后，将对应的声波振动信号返回至井口控制器11，从而实现了分时向地面发送的功能。因此，根据定时采集时刻的设定，能够使得下行的水嘴声波动作信号与上行的各个声波振动信号的对应时钟时刻错开。

其中，反馈控制时间间隔基于实时时钟中的预设的定时采集时刻，结合井下智能配水器所在的井底深度、下行指令信号传输时间、以及声波信号的井下传输速率，确定每个井下智能配水器发送上行声波振动信号的时间，进一步分别确定各个井下智能配水器(4、7……)对应的反馈控制时间间隔。这样，在避开了下行指令信号与上行声波振动信号的冲突，使得不同井下智能配水器(4、7……)能够分时发送上行的声波振动信号。

进一步的，声波转换模块209与上述处理器207连接。声波转换模块209包括驱动电路2091及声波转换器2092，其中，声波转换器2092是一种能量转换装置，它可以将电能转化为声能。声波转换器2092首先将电信号转换成机械振动，然后再由机械振动产生声波。对于低频、大功率的声波换能器2092有利于声波信号在油管或钻柱这类信道上直接传输。具体地，声波转换模块209利用其中的驱动电路2091接收从处理器207处获得的反馈信息(二进制码脉冲)，将其装换成相应的电信号，以驱动声波转换器根据当前电信号产生与反馈信息匹配的声波振动信号，并向地面端发射当前声波振动信号。

另外，本发明所涉及的用于智能测调井下无线分层配水的系统，还包括多个声波中继器8。参考图1，声波中继器8以预设的中继器分布间隔安装在配水管柱3(声波传输信道)的外壁上。由于声波在井下环境下传送的特殊性，信号传输过程中衰减大，最终到达井口控制器11的声波信号可能难以接收，因此，在配水管柱外壁设置有声波中继器8，可以对上行声波信号9和下行声波信号5进行中继传输。也就是说，每个声波中继器8均能够对传输至当前声波中继器8中的水嘴声波动作信号或声波振动信号进行放大处理，以保持被放大信号的幅度。

图3为本申请实施例的用于智能测调井下无线分层配水的方法的步骤图。如图3所示，该方法利用上述用于智能测调井下无线分层配水的系统来实现无线智能配水的方法，该方法所涉及的设备均具备上述系统中相应设备的功能。在步骤S310中，井口控制器11获取一个或多个需要调节的指定的井下智能配水器(4、7……)的配水指令，并将其转换成相应的水嘴声波动作信号，通过配水管柱3向井下发送水嘴声波动作信号，其中，每个配水指令包含相应的井下智能配水器(4、7……)的水嘴开度信息和开度持续控制信息，而后，进入到步骤S320。

然后，(步骤S320)指定的井下智能配水器(4、7……)接收相应的水嘴声波动作信号，调节其内部的水嘴203至与水嘴声波动作信号匹配的开度，开始分层配水工作。

接着，执行步骤S330，在分层配水实施过程中，每个井下智能配水器(4、7……)定时采集对应地层的包括出水流量、流体压力值和流体温度值的反馈信息，生成与反馈信息匹配的声波振动信号，并通过配水管柱3将声波振动信号分时发送至地面。其中，井下智能配水器(4、7……)按照预设的相应的反馈控制时间间隔，将声波振动信号返回至井口控制器11。反馈控制时间间隔是基于实时时钟中的预设的定时采集时刻，结合井下智能配水器(4、7……)所在的井底深度以及信号传输速率确定的。

进一步，在步骤S340中，井口控制器11接收每个井下智能配水器(4、7……)发送的声波振动信号，并将其还原成相应地层的反馈信息，用以监测井下智能配水器(4、7……)的工作状态及地层配水状态。

最后，在完成反馈数据的获取工作后，进一步执行步骤S350，远程服务器14获取并分析反馈信息，根据分析结果生成一个或多个需要调节的井下智能配水器(4、7……)的配水指令。具体地，远程服务器14接收并解析所有反馈信息，根据反馈信息，结合相应地层水量需求条件，为安装于不同地层的多个井下智能配水器(4、7……)设置新的配水量，判断并确定一个或多个需要调节的指定的井下智能配水器(4、7……)，而后，将指定的井下智能配水器对应的配水量转换成配水指令，向井口控制器11发送。

另外，为了防止声波传输信道的衰减现象发生，通过以预设的中继器分布间隔安装在配水管柱3的外壁上的声波中继器8，对传输至当前声波中继器8中的水嘴声波动作信号或声波振动信号进行放大处理，以保持被放大信号的幅度。

本发明涉及一种具备井下无线双向传输功能的用于智能测调井下无线分层配水的方法及系统，可实现注水井数据和指令的双向无线信号传输，并结合地面移动网络实现远程控制，实时监测井下配水状态和地层参数等井下数据，无需再专门下入分层测试仪器对相关参数进行测试，简化工艺，减少现场分注调配工作量并可提高油田注水开发效益。本发明对于油田实现精细分层注水、节约人力物力、提升技术水平及信息化管理具有意义重大。另外，对于大斜度井、水平井等特殊井开展分层注水提供了解决方案。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种用于智能测调井下无线分层配水的方法，包括：

获取一个或多个需要调节的指定的井下智能配水器的配水指令，并将其转换成相应的水嘴声波动作信号，进一步通过配水管柱向井下传输，其中，每个配水指令包含相应的所述井下智能配水器的水嘴开度信息和开度持续控制信息；

所述指定的井下智能配水器接收相应的所述水嘴声波动作信号，调节其内部的水嘴至与所述水嘴声波动作信号匹配的开度，启动分层配水；

每个井下智能配水器定时采集对应地层的包括出水流量、流体压力值和流体温度值的反馈信息，生成与所述反馈信息匹配的声波振动信号，并通过所述配水管柱将所述声波振动信号分时发送至地面；

井口控制器接收每个井下智能配水器发送的所述声波振动信号，并将其还原成相应地层的所述反馈信息，用以监测所述井下智能配水器的工作状态及地层配水状态，其中，

由远程服务器接收所有所述反馈信息，利用配水调节模型，根据所述反馈信息以及相应地层水量需求条件，确定一个或多个需要调节的指定的井下智能配水器，最后，将生成针对一个或多个需要调节的指定的井下智能配水器所对应的配水量并转换成相应的配水指令，向所述井口控制器发送针对一个或多个需要调节的井下智能配水器的配水指令，所述配水调节模型根据不同地层的历史实际配水量信息和不同地层的标准配水量信息通过神经网络算法构建而成，其中，

在所述远程服务器获得某地层的反馈信息后进行解析，分析出该地层当前的实际配注流量以及地层状态参数，再利用所分析出的参数和所述配水调节模型，得到该地层理想的注水量，并将二者进行对比，若对比结果超过预设的调节判断阈值，则判断需要调节这一地层中的井下智能配水器的水嘴开度，并将所述理想的注水量作为新的配水量，基于此，为当前井下智能配水器设置对应的水嘴开度和开度持续时长，从而生成至少包括所述水嘴开度和所述开度持续时长的相应的配水指令。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过以预设的中继器分布间隔安装在所述配水管柱的外壁上的声波中继器，对传输至当前声波中继器中的所述水嘴声波动作信号或所述声波振动信号进行放大处理，以保持被放大信号的幅度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在通过所述配水管柱将所述声波振动信号分时发送至地面步骤中，

井下智能配水器按照预设的相应的反馈控制时间间隔，将所述声波振动信号返回至所述井口控制器，其中，所述反馈控制时间间隔是基于实时时钟中的预设的定时采集时刻，结合井下智能配水器所在的井底深度以及信号传输速率确定的。

4.一种用于智能测调井下无线分层配水的系统，包括：

多个井下智能配水器，其安装于配水管柱内并设置于相邻的分层封隔器之间，构成为接收相应的水嘴声波动作信号，调节其内部的水嘴至与所述水嘴声波动作信号匹配的开度，启动分层配水，以及每个所述井下智能配水器定时采集对应地层的包括出水流量、流体压力值和流体温度值的反馈信息，生成与所述反馈信息匹配的声波振动信号，并通过所述配水管柱将所述声波振动信号分时发送至地面；

井口控制器，其设置于地面靠近井口处，构成为获取一个或多个需要调节的指定的井下智能配水器的配水指令，并将其转换成相应的所述水嘴声波动作信号，进一步通过配水管柱向井下传输，其中，每个配水指令包含相应的所述井下智能配水器的水嘴开度信息和开度持续控制信息，以及接收每个井下智能配水器发送的所述声波振动信号，并将其还原成相应地层的所述反馈信息，用以监测所述井下智能配水器的工作状态及地层配水状态；

与所述井口控制器连接的远程服务器，所述远程服务器构成为接收所有所述反馈信息，利用配水调节模型，根据所述反馈信息以及相应地层水量需求条件，确定一个或多个需要调节的指定的井下智能配水器，最后，将生成针对一个或多个需要调节的指定的井下智能配水器所对应的配水量并转换成相应的配水指令，向所述井口控制器发送针对一个或多个需要调节的井下智能配水器的配水指令，所述配水调节模型根据不同地层的历史实际配水量信息和不同地层的标准配水量信息通过神经网络算法构建而成，其中，

在所述远程服务器获得某地层的反馈信息后进行解析，分析出该地层当前的实际配注流量以及地层状态参数，再利用所分析出的参数和所述配水调节模型，得到该地层理想的注水量，并将二者进行对比，若对比结果超过预设的调节判断阈值，则判断需要调节这一地层中的井下智能配水器的水嘴开度，并将所述理想的注水量作为新的配水量，基于此，为当前井下智能配水器设置对应的水嘴开度和开度持续时长，从而生成至少包括所述水嘴开度和所述开度持续时长的相应的配水指令。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：以预设的中继器分布间隔安装在所述配水管柱的外壁上的声波中继器，所述声波中继器构成为对传输至当前声波中继器中的所述水嘴声波动作信号或所述声波振动信号进行放大处理，以保持被放大信号的幅度。

6.根据权利要求4或5所述的系统，其特征在于，所述井下智能配水器进一步包括：

声波接收模块，其用于将接收到的所述水嘴声波动作信号转换成电信号；

电机；

与所述电机连接的水嘴；

压力计，其安装于靠近所述水嘴的出水口处，构成为定时采集分层配水过程中的流体压力信号；

流量计，其安装于靠近所述水嘴的出水口处，构成为定时采集分层配水过程中的出水流量信号；

温度计，其安装于靠近所述水嘴的出水口处，构成为定时采集分层配水过程中的流体温度信号；

处理器，其与所述声波接收模块、所述电机、所述压力计、所述流量计和所述温度计连接，构成为利用转换后的所述水嘴声波动作信号，驱动所述电机旋转，以控制所述水嘴的开度，以及在分层配水过程中获取所述流体压力信号、所述出水流量信号和所述流体温度信号，并将其分别进行预处理后转换成相应的包括所述出水流量、所述流体压力值和所述流体温度值的所述反馈信息，并按照预设的相应的反馈控制时间间隔输出所述反馈信息；和

声波转换模块，其与所述处理器连接，构成为获取从所述处理器发送的所述反馈信息，并发射与所述反馈信息匹配的声波振动信号。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述井口控制器包括：

井口信号发送模块，其具备设置于配水管柱内的液体液面下方的信号发射端，构成为将从所述远程服务器发送的一个或多个配水指令经数模转换和电信号转声信号处理后，通过所述信号发射端向井下发射相应的所述水嘴声波动作信号；

井口信号接收模块，其具备设置于地面井口处的信号接收端，构成为通过所述信号接收端接收井下发送的所述声波振动信号，进一步经过声信号转电信号、放大、滤波以及模数转换处理后，得到所述反馈信息，并将其输送至所述远程服务器。

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