CN111396002B - 无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无线双工通讯的井下无线流量控制系统及控制方法，油层之间采用封隔器隔离；相邻封隔器之间设置有无线双工通讯的井下无线流量控制装置，无线双工通讯的井下无线流量控制装置通过压力脉冲传输与井下远程遥测/遥控系统实现远程智能遥感和遥控。本发明无线双工通讯的井下无线流量控制系统，利用流量控制装置通过人工智能方式干预生产或泵注流动，从而实现传输基于流体压力的信号，在井口及井下识别与生产或泵注流动相关的条件变化，并根据条件变化操作流量控制装置，通过井下生产油管内管流中调节阀的开度用于在油井或气井中发送无线编码信号，易于安装、检索和维护，降低操作风险和生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油钻采井下工具，具体的说，是涉及一种无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具及其系统。
背景技术
为了优化采收率，石油工业依赖于从油井和储层收集数据。这些数据构成了油田开发和运营几乎所有决策的基础，包括新井的位置、维护计划和生产分配/控制。鉴于对数据的需求，许多井都配有永久井下仪器，如压力、流量和温度监测装置。
由于井筒环境普遍恶劣，永久式仪表的使用寿命有限，经常会出现故障。这种故障导致从油藏获得的信息有限，井筒流体控制能力有限。这会严重影响对储层的认识和建模，降低储层采收率。
此外，一种众所周知的典型安装方式通常需要从井口到井下铺设监测和控制系统的生产管柱电力线路和通信电缆，井下通讯电缆通常使用特制夹具固定在生产管柱上。将电缆安装到管柱上是一项耗时的活动，拖延了安装时间。
在传统井下压力和温度传感器等设备的安装和使用过程中，电缆、夹具、接头、贯穿件、连接器等可能暴露在井液中，是自然失效节点。如果发生损坏，最坏的情况是必须收回整个管柱长度以更换损坏的电缆。其他井筒装置，如多相流量计、砂检测器、阀门、节流阀、循环装置等也可作为永久式完井的一部分安装，在这种情况下，上述类似问题也同样会发生。
根据油井条件，永久式井下完井工具及仪器的预期寿命可能从几个月到几年不等，如上所述，如果井下永久式设备出现故障，大多数情况下唯一的补救办法是重新完井，这意味着更换生产管柱和相关系统，这种操作风险和成本都很高。
在永久式监测系统发生故障或受损时，本发明希望对井下监测和控制系统进行改造，从而允许恢复/维护井内数据流的连续性。除了此类改造解决方案外，还需要易于安装、检索和维护的井下监测和控制系统，以便在恶劣的油井条件下提供长期监测和控制功能。
临时性的钢丝或者电缆作业的监测系统，不单需要井下仪器设备及工具，还需要作业人员操作的专用设备和井口工具，只能在一个某个时间段进行近似的生产测试或者泵注测试，这种临时性的作业成本高，并且占用油管通道，测试的数据并不能真实反映井开采的全部变化，是一种近似的监测方法。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种易于安装、检索和维护，降低操作风险和生产成本的无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具及其系统。
本发明所采取的技术方案是：
一种无线双工通讯的井下无线流量控制系统，油层之间采用封隔器隔离；相邻封隔器之间设置有无线双工通讯的井下无线流量控制装置，无线双工通讯的井下无线流量控制装置通过压力脉冲传输与井下远程遥测/遥控系统实现远程智能遥感和遥控。
无线双工通讯的井下无线流量控制系统，包括：节流滑套总成、井下微处理器及测量控制器总成、井口微处理器及程序控制器执行单元总成。
节流滑套总成组成了井下无线控制及无线传输的机械架构，包括：上接头1，上接头1下端与偏心外筒2上端相连接；偏心外筒2内设置有上部固定销3和下部固定销9；
上部固定销3与轴承4相连接；
上接头1下方设置有滑套11；
滑套11外侧设置有偏心外筒2；
滑套11通过滑块5与丝杠6相连接；
偏心外筒2下部与流动外筒13上部相连接；
偏心外筒2下部与流动外筒13连接处设置有第一密封组件12。
流动外筒13下部与下接头15相连接；
流动外筒13下部与下接头15连接处设置有第二密封组件14。
井下微处理器及测量控制器总成包括丝杠6，丝杠6设置在丝杠轴上；丝杠轴设置有存储空腔；
存储空腔内设置有驱动电路总成7、控制电路8、传感器组件9和井下电池总成16；
井下微处理器及测量控制器总成集成安装在偏心外筒2的偏心孔内。可以固定安装，也可以采用偏心投捞的方式。
驱动电路总成7包括：橡胶插头31、电机串32和行星减速机33。
井口微处理器及程序控制器执行单元总成包括：旁通管103，旁通管103设置有程序电控阀104，程序电控阀104与控制电路箱102相连接；控制电路箱102与计算机101相连接；
旁通管103设置有泵注入口105和泵注出口106；
旁通管103与油管201相连接；
油管201上设置有封隔器；
封隔器沿油管轴向设置。
利用生产油管201将第一封隔器202、一号无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具203、第二封隔器204放入预定位置，使得一号生产层205受到第一封隔器202和第二封隔器204的跨隔封隔；
利用一号无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具203来控制开采和向地层内泵注的控制；
根据二号生产层207、三号生产层211的位置和生产需求来分别选定封隔器等井下工具的具体位置，使得对各个油层进行遥控控制并实时获得各个产层的生产及泵注测量参数；
通过无线的方式传递到井口，井口通过井口微处理器及程序控制器执行单元总成对井下各个无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具进行统一或单独遥控，并收获井下各个无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具发送来的井下测量数据。
控制电路8将井下电池总成16的电流通过橡胶插头31输送给电机串32，通过行星减速机33降速提高扭矩；
驱动丝杠轴34按规定的圈数正转活塞反转，带动丝杠6产生正向旋转或者反向旋转，进一步带动滑块5向上或者向下移动；
从而带动滑套11产生上下移动；
动滑套11上下移动，节流孔和过流孔过流面积发生改变，会引发生产或泵注时油管内的压力的波动；压力波的持续时间、脉宽及其组合作为数字信号的二进制编码及识别方式。
井下无线流量控制阀工具井下数据采集及信号传送控制电路功能模块，微处理器不断侦听数据总线上的唤醒信号。
向井下传递调质特定编码信号的方法是，
通过泵注设备或者调解生产油嘴等方式，人工干预油管井口压力；
这种干预预先按照编码方式，计算机101的控制程序，根据人工需求向控制电路箱102发送控制指令，控制电路箱102的电路模块在附图6中列出，处理程序固化在这个电路模块微处理器中；
控制程序电控阀104的开启和关闭以及开启和关闭的面积和时间遵循设定的编码方法；
控制程序电控阀104打开时，从泵注入口105进入油管的高压液体被部分或者全部从旁通管103旁通；
通过修改存储在所述流量控制装置内的操作参数来控制所述流量控制装置；
流量控制装置根据算法或协议进行操作；算法或协议根据生产或泵注流动内已识别的条件变化进行修改；
所述流量控制装置可以包括参数矩阵，所述方法可以包括根据所识别的条件变化修改参数。
包括监测与生产或泵注流动相关的参数；以提供识别条件变化的条件。
监测通过使用一个或多个传感器来实现；
至少提供一个传感器专门用于此类监测；
至少一个传感器用于传输和监控数据采集；
监测可通过使用压力传感器、温度传感器、碳/氧比(对数)传感器、振动传感器、流量传感器。等或任何适当的组合来实现。
一种无线双工通讯的井下无线流量控制系统的控制方法，包括：井口数据采集及信号传送控制步骤和井下数据采集及信号传送控制步骤；
井口数据采集及信号传送控制步骤如下：
该流程开始于步骤s101。
在步骤s102，输入编码及回执参数。
在步骤s103，从总线读取压力值。
在步骤s104，判断编码是否符合要求，编码不符合要求，执行步骤s105；编码符合要求，执行步骤s106。
在步骤s105，编码作废，返回步骤s102。
在步骤s106，井口控制器程序电控阀泄压打开。
在步骤s107，判断是否完成信号发送，完成信号发送，执行步骤s108，否则执行步骤s103。
在步骤s108，从总线侦听压力值。
在步骤s109，判断是否符合回函要求，符合回函要求执行步骤s110，否则执行步骤s105。
在步骤s110，程序结束。
井下数据采集及信号传送控制步骤如下：
该流程开始于步骤s201。
在步骤s202，侦听总线唤醒信息。
在步骤s203，从总线读取压力值。
在步骤s204，判断压力值是否符合编码要求。
在步骤s205，识别井口指令。
在步骤s206，读取电机及电池状态。
在步骤s207，判断电机状态是否良好，电机状态不良，执行步骤s208，否则执行步骤s209。
在步骤s208，自洁修复程序。
在步骤s209，控制电机向井口发回函编码。
在步骤s210，判断井口是否回函，没有回函，执行步骤s211，否则执行步骤s212。
在步骤s211，调整节流阀开度；返回步骤s205。
在步骤s212，读取各传感器信号。
在步骤s213，测量数据编码、报头、回函编码。
在步骤s214，控制电机调整阀门节流压力。
在步骤s215，从总线读取压力变化。
在步骤s216，判断是否符合编码要求，不符合编码要求，执行步骤s215，否则执行步骤s217。
在步骤s217，结束程序。
本发明相对现有技术的有益效果：
本发明无线双工通讯的井下无线流量控制系统，利用流量控制装置通过人工智能方式干预生产或泵注流动，从而实现传输基于流体压力的信号，在井口及井下识别与生产或泵注流动相关的条件变化，并根据条件变化操作流量控制装置，通过井下生产油管内管流中调节阀的开度用于在油井或气井中发送无线编码信号，即通过流动流体传输压力脉冲来实现无线信号传输，易于安装、检索和维护，降低操作风险和生产成本。
本发明无线双工通讯的井下无线流量控制系统，可广泛用于生产(泵注)状态下的井下作业，无需关井作业，提高作业效率，降低作业伤害，优化注水剖面和生产剖面以提高采收率。和常规的液压或电缆控制管线系统相比，无线系统可以更广泛的应用在各种类的、复杂工况和跨隔完井方式的井中。
本发明无线双工通讯的井下无线流量控制系统，可用于裸眼完井和套管内完井；可用于旋转下入作业；无需井口及井下设备的电缆或光缆穿越，节约作业时间；用于深井、多分支井和长水平段完井；无需动管柱即可实现修井作业；监测并实时传输井下温度、压力；实时监测并控制井下生产、注液工况；根据油藏工程的需要进行智能完井的设计，实现油藏的温度、压力及生产剖面等的实时监测；实现选择性开采，实时纠正和优化产能；减少地面修井作业频率，降低成本，提高产能和采收率。无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具；通过调整地面节流阀产生的压力脉冲信号控制井下流量控制阀的开度；基于无线温度/压力计，增加专用井下可控油嘴和控制系统；为了流量调整变化调整进行了多油嘴位置设计；调整流量的同时可以监测温度和压力数据，并传到井口；可以永久安装或者可回收式安装；新井或者老井均可适用；可以实现多层流量控制监测；可以实现多层选择性改造调整；可以实现多分支井各个分支流量独立监控和调整。
附图说明
图1 是无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具井下数据采集及信号传送控制电路组成原理框图；
图2 是无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具井口数据采集及信号传送控制电路组成原理框图；
图3 是无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具井口数据采集及信号传送控制程序框图；
图4 是无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具井下数据采集及信号传送控制程序框图；
图5 是本发明无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具的结构示意图；
图6 是无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具系统连接示意图；
图7是图5的I局部驱动电机总成结构示意图；
图8 是节流孔与过流孔位置关系示意图。
图9 是无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具系统信号编码原理示意图。
附图中主要部件符号说明：
图中：
1.上接头，2.偏心外筒，3.固定销，4.轴承，5.滑块，6.丝杠，7.驱动电机总成，8.控制电路，9.传感器组件，10.固定销,11.滑套，12.第一密封组件，13.流动外筒，14.第二密封组件，15.下接头，16.井下电池总成，31.橡胶插头，32.电机串，33.行星减速机，101.计算机，102.控制电路箱，103.旁通管，104.程序电控阀，105.泵注入口，106.泵注出口，201.生产油管，202.第一封隔器，203.一号无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具，204.第二封隔器，205.一号生产层，206.二号无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具，207.二号生产层，208.封隔器，209.三号无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具，210.钢丝堵塞芯轴，211.三号生产层，401.节流孔，402. 过流孔。
具体实施方式
以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：
附图1-9可知，一种无线双工通讯的井下无线流量控制系统，油层之间采用封隔器隔离；相邻封隔器之间设置有无线双工通讯的井下无线流量控制装置，其特征在于，无线双工通讯的井下无线流量控制装置通过压力脉冲传输与井下远程遥测/遥控系统实现远程智能遥感和遥控。不需要任何物理连接，也不需要任何信号放大器和额外的井口设备。
无线双工通讯的井下无线流量控制系统，包括：节流滑套总成、井下微处理器及测量控制器总成、井口微处理器及程序控制器执行单元总成。
节流滑套总成组成了井下无线控制及无线传输的机械架构，包括：上接头1，上接头1下端与偏心外筒2上端相连接；偏心外筒2内设置有上部固定销3和下部固定销9；
上部固定销3与轴承4相连接；
上接头1下方设置有滑套11；
滑套11外侧设置有偏心外筒2；
滑套11通过滑块5与丝杠6相连接；
偏心外筒2下部与流动外筒13上部相连接；
偏心外筒2下部与流动外筒13连接处设置有第一密封组件12。
流动外筒13下部与下接头15相连接；
流动外筒13下部与下接头15连接处设置有第二密封组件14。
井下微处理器及测量控制器总成包括丝杠6，丝杠6设置在丝杠轴上；丝杠轴设置有存储空腔；
存储空腔内设置有驱动电路总成7、控制电路8、传感器组件9和井下电池总成16；
井下微处理器及测量控制器总成集成安装在偏心外筒2的偏心孔内。可以固定安装，也可以采用偏心投捞的方式。
驱动电路总成7包括：橡胶插头31、电机串32和行星减速机33。
井口微处理器及程序控制器执行单元总成包括：旁通管103，旁通管103设置有程序电控阀104，程序电控阀104与控制电路箱102相连接；控制电路箱102与计算机101相连接；
旁通管103设置有泵注入口105和泵注出口106；
旁通管103与油管201相连接；
油管201上设置有封隔器；
封隔器沿油管轴向设置。
利用生产油管201将第一封隔器202、一号无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具203、第二封隔器204放入预定位置，使得一号生产层205受到第一封隔器202和第二封隔器204的跨隔封隔；
利用一号无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具203来控制开采和向地层内泵注的控制；
根据二号生产层207、三号生产层211的位置和生产需求来分别选定封隔器等井下工具的具体位置，使得对各个油层进行遥控控制并实时获得各个产层的生产及泵注测量参数；
通过无线的方式传递到井口，井口通过井口微处理器及程序控制器执行单元总成对井下各个无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具进行统一或单独遥控，并收获井下各个无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具发送来的井下测量数据，实现半双工通讯的目的。
控制电路8将井下电池总成16的电流通过橡胶插头31输送给电机串32，通过行星减速机33降速提高扭矩；
驱动丝杠轴34按规定的圈数正转活塞反转，带动丝杠6产生正向旋转或者反向旋转，进一步带动滑块5向上或者向下移动；
从而带动滑套11产生上下移动；
动滑套11上下移动，节流孔和过流孔过流面积发生改变，会引发生产或泵注时油管内的压力的波动；压力波动是经过人工智能调质的，压力波的持续时间、脉宽及其组合作为数字信号的二进制编码及识别方式。
为了更进一步降低噪声干扰及区别不同的井下无线流量控制阀工具，这些二进制编码在排列上按照类似电报码加密及容错的方式，特定的编码对应特定的井下工具。
井下无线流量控制阀工具井下数据采集及信号传送控制电路功能模块，微处理器不断侦听数据总线上的唤醒信号。
在非频繁的数据传输需求中(例如一天几个数据，甚至若干天几个数据的传输需求，或者只相应突发事件的数据传输需求)电路中绝大多数原件可以长时间处于断电休眠状态，使得电池获得更多的使用寿命。
井口下传压力脉冲识别电路，识别压力传感器的压力信号，如果这个压力实是经过井口人工智能调质的独特特定的编码方式，就会被特定的井下无线流量控制阀工具识别并将唤醒信号发送到数据总线上。
向井下传递调质特定编码信号的方法是，
通过泵注设备(高压泵)或者调解生产油嘴等方式，人工干预油管井口压力；
这种干预预先按照编码方式，计算机101的控制程序，根据人工需求向控制电路箱102发送控制指令，控制电路箱102的电路模块在附图6中列出，处理程序固化在这个电路模块微处理器中；
按照附图7的软件结构运行，控制程序电控阀104的开启和关闭以及开启和关闭的面积和时间遵循设定的编码方法；遵循的是附图9所示的编码方法；
控制程序电控阀104打开时，从泵注入口105进入油管的高压液体被部分或者全部从旁通管103旁通；
这一做法的有益结果是，泵注出口106会产生人工智能调质的压力脉冲信号，通过生产油管201，这个压力脉冲编码会传递到井下，并被无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具中的传感器组件9中的压力传感器识别，解码，并执行井口的指令或者发送已接收命令的回函等；
在井口无线控制井下无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具的动作，可以实现开/关井、调节流量、命令上传数据等下行指令。
压力脉冲的幅度受到油管长度的影响，每3000m信号会衰减一半，因此，要根据实际井深来设定压力脉冲的幅度、脉宽、脉冲间隔等等，使之确保能被井下传感器所接受，一般的脉冲幅度是0.3-0.5MPa，脉宽要达到3-10秒。当然，最优的传输参数，也可以人工智能化，通过不断的发送信号和要求回函的方式测试井下仪器的识别和控制能力，经过若干次迭代，自动追踪到最佳信号传输参数；
这一做法的有益结果是：可以降低井下仪器的电能损耗和提高传输速率；
这一做法的另一个有益的结果是，有些需要关井测试时(例如测试关井压力恢复时)，允许本发明无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具允许一段时间的停止信号传输，停止传输期间井下各个单元继续收集和存储数据，这些数据可以定期收集，收集方式可以按预先植入的程序控制，也可以通过井口指令预先约定。
这些数据可以与生产或泵注流动相关，例如压力数据、温度数据等。此类数据可代表关井事件期间的生产或泵注流动数据。该方法可包括控制流量控制装置以重新启动信号传输，以及组成一个或多个信号以传输在停止传输期间存储的一部分或者全部数据。
通过修改存储在所述流量控制装置内的操作参数来控制所述流量控制装置；
流量控制装置根据算法或协议进行操作；算法或协议根据生产或泵注流动内已识别的条件变化进行修改；
所述流量控制装置可以包括参数矩阵，所述方法可以包括根据所识别的条件变化修改参数。例如振幅、脉冲持续时间和脉冲间隔等。
包括监测与生产或泵注流动相关的参数；以提供识别条件变化的条件。
监测通过使用一个或多个传感器来实现；
至少提供一个传感器专门用于此类监测；
至少一个传感器用于传输和监控数据采集；
监测可通过使用压力传感器、温度传感器、碳/氧比(对数)传感器、振动传感器、流量传感器。等或任何适当的组合来实现。
泵注可包括注入水、化学处理剂、压裂液、井漏液、压井液等、完井液。例如，可以发送信号以提供井下和地面位置之间的通信，或者反之亦然。信号可以传输，以提供不同井下位置之间的通信。
多个无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具可以相互通讯，以形成井下蜂窝式人工智能控制，使得各个层相互形成反馈关系，自动调整各自的参数，例如，分层注水时，不需要全部进行井口指令干预调整每个特定的单元，而只需要由井下各个单元相互传递信息，按照各个单元微处理中预先植入的程序进行会议表决和反馈控制，最终形成智能化的生产调整。
一种无线双工通讯的井下无线流量控制系统的控制方法，包括：井口数据采集及信号传送控制步骤和井下数据采集及信号传送控制步骤；
井口数据采集及信号传送控制步骤如下：
该流程开始于步骤s101。
在步骤s102，输入编码及回执参数。
在步骤s103，从总线读取压力值。
在步骤s104，判断编码是否符合要求，编码不符合要求，执行步骤s105；编码符合要求，执行步骤s106。
在步骤s105，编码作废，返回步骤s102。
在步骤s106，井口控制器程序电控阀泄压打开。
在步骤s107，判断是否完成信号发送，完成信号发送，执行步骤s108，否则执行步骤s103。
在步骤s108，从总线侦听压力值。
在步骤s109，判断是否符合回函要求，符合回函要求执行步骤s110，否则执行步骤s105。
在步骤s110，程序结束。
井下数据采集及信号传送控制步骤如下：
该流程开始于步骤s201。
在步骤s202，侦听总线唤醒信息。
在步骤s203，从总线读取压力值。
在步骤s204，判断压力值是否符合编码要求。
在步骤s205，识别井口指令。
在步骤s206，读取电机及电池状态。
在步骤s207，判断电机状态是否良好，电机状态不良，执行步骤s208，否则执行步骤s209。
在步骤s208，自洁修复程序。
在步骤s209，控制电机向井口发回函编码。
在步骤s210，判断井口是否回函，没有回函，执行步骤s211，否则执行步骤s212。
在步骤s211，调整节流阀开度；返回步骤s205。
在步骤s212，读取各传感器信号。
在步骤s213，测量数据编码、报头、回函编码。
在步骤s214，控制电机调整阀门节流压力。
在步骤s215，从总线读取压力变化。
在步骤s216，判断是否符合编码要求，不符合编码要求，执行步骤s215，否则执行步骤s217。
在步骤s217，结束程序
本发明无线双工通讯的井下无线流量控制系统，利用流量控制装置通过人工智能方式干预生产或泵注流动，从而实现传输基于流体压力的信号，在井口及井下识别与生产或泵注流动相关的条件变化，并根据条件变化操作流量控制装置，通过井下生产油管内管流中调节阀的开度用于在油井或气井中发送无线编码信号，即通过流动流体传输压力脉冲来实现无线信号传输，易于安装、检索和维护，降低操作风险和生产成本。
本发明无线双工通讯的井下无线流量控制系统，可广泛用于生产(泵注)状态下的井下作业，无需关井作业，提高作业效率，降低作业伤害，优化注水剖面和生产剖面以提高采收率。和常规的液压或电缆控制管线系统相比，无线系统可以更广泛的应用在各种类的、复杂工况和跨隔完井方式的井中。
本发明无线双工通讯的井下无线流量控制系统，可用于裸眼完井和套管内完井；可用于旋转下入作业；无需井口及井下设备的电缆或光缆穿越，节约作业时间；用于深井、多分支井和长水平段完井；无需动管柱即可实现修井作业；监测并实时传输井下温度、压力；实时监测并控制井下生产、注液工况；根据油藏工程的需要进行智能完井的设计，实现油藏的温度、压力及生产剖面等的实时监测；实现选择性开采，实时纠正和优化产能；减少地面修井作业频率，降低成本，提高产能和采收率。无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具；通过调整地面节流阀产生的压力脉冲信号控制井下流量控制阀的开度；基于无线温度/压力计，增加专用井下可控油嘴和控制系统；为了流量调整变化调整进行了多油嘴位置设计；调整流量的同时可以监测温度和压力数据，并传到井口；可以永久安装或者可回收式安装；新井或者老井均可适用；可以实现多层流量控制监测；可以实现多层选择性改造调整；可以实现多分支井各个分支流量独立监控和调整。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明的技术方案范围内。
Claims (8)
1.一种无线双工通讯的井下无线流量控制系统，油层之间采用封隔器隔离；相邻封隔器之间设置有无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具，其特征在于，无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具通过压力脉冲传输与井下远程遥测/遥控系统实现远程智能遥感和遥控；
包括：节流滑套总成、井下微处理器及测量控制器总成、井口微处理器及程序控制器执行单元总成；
节流滑套总成组成了井下无线控制及无线传输的机械架构，包括：上接头(1)，上接头(1)下端与偏心外筒(2)上端相连接；偏心外筒(2)内设置有上部固定销(3)和下部固定销(10)；
上部固定销(3)与轴承(4)相连接；
上接头(1)下方设置有滑套(11)；
滑套(11)外侧设置有偏心外筒(2)；
滑套(11)通过滑块(5)与丝杠(6)相连接；
偏心外筒(2)下部与流动外筒(13)上部相连接；
偏心外筒(2)下部与流动外筒(13)连接处设置有第一密封组件(12)；
流动外筒(13)下部与下接头(15)相连接；
流动外筒(13)下部与下接头(15)连接处设置有第二密封组件(14)；
井下微处理器及测量控制器总成包括丝杠(6)，丝杠(6)设置在丝杠轴上；丝杠轴设置有存储空腔；
存储空腔内设置有驱动电路总成(7)、控制电路(8)、传感器组件(9)和井下电池总成(16)；
井下微处理器及测量控制器总成集成安装在偏心外筒(2)的偏心孔内；
驱动电路总成(7)包括：橡胶插头(31)、电机串(32)和行星减速机(33)；
井口微处理器及程序控制器执行单元总成包括：旁通管(103)，旁通管(103)设置有程序电控阀(104)，程序电控阀(104)与控制电路箱(102)相连接；控制电路箱(102)与计算机(101)相连接；
旁通管(103)设置有泵注入口(105)和泵注出口(106)；
旁通管(103)与油管(201)相连接；
油管(201)上设置有封隔器；
封隔器沿油管轴向设置。
2.根据权利要求1所述无线双工通讯的井下无线流量控制系统，其特征在于：利用生产油管(201)将第一封隔器(202)、一号无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具(203)、第二封隔器(204)放入预定位置，使得一号生产层(205)受到第一封隔器(202)和第二封隔器(204)的跨隔封隔；
利用一号无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具(203)来控制开采和向地层内泵注的控制；
根据二号生产层(207)、三号生产层(211)的位置和生产需求来分别选定封隔器井下工具的具体位置，使得对各个油层进行遥控控制并实时获得各个产层的生产及泵注测量参数；
通过无线的方式传递到井口，井口通过井口微处理器及程序控制器执行单元总成对井下各个无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具进行统一或单独遥控，并收获井下各个无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具发送来的井下测量数据。
3.根据权利要求1所述无线双工通讯的井下无线流量控制系统，其特征在于：控制电路(8)将井下电池总成(16)的电流通过橡胶插头(31)输送给电机串(32)，通过行星减速机(33)降速提高扭矩；
驱动丝杠轴(34)按规定的圈数正转活塞反转，带动丝杠(6)产生正向旋转或者反向旋转，进一步带动滑块(5)向上或者向下移动；
从而带动滑套(11)产生上下移动；
滑套(11)上下移动，节流孔和过流孔过流面积发生改变，会引发生产或泵注时油管内的压力的波动；压力波的持续时间、脉宽及其组合作为数字信号的二进制编码及识别方式。
4.根据权利要求1所述无线双工通讯的井下无线流量控制系统，其特征在于：无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具采集井下数据，将采集信号传送控制电路功能模块，微处理器不断侦听数据总线上的唤醒信号。
5.根据权利要求1所述无线双工通讯的井下无线流量控制系统，其特征在于：向井下传递调质特定编码信号的方法是，
通过泵注设备或者调解生产油嘴方式，人工干预油管井口压力；
这种干预预先按照编码方式，计算机(101)的控制程序，根据人工需求向控制电路箱(102)发送控制指令，处理程序固化在这个电路模块微处理器中；
控制程序电控阀(104)的开启和关闭以及开启和关闭的面积和时间遵循设定的编码方法；
控制程序电控阀(104)打开时，从泵注入口(105)进入油管的高压液体被部分或者全部从旁通管(103)旁通。
6.根据权利要求5所述无线双工通讯的井下无线流量控制系统，其特征在于：
通过修改存储在所述无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具内的操作参数来控制所述无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具；
无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具根据算法或协议进行操作；算法或协议根据生产或泵注流动内已识别的条件变化进行修改；
所述无线双工通讯的井下无线流量控制阀工具包括参数矩阵，所述向井下传递调质特定编码信号的方法包括根据所识别的条件变化修改参数。
7.根据权利要求1所述无线双工通讯的井下无线流量控制系统，其特征在于：
包括监测与生产或泵注流动相关的参数；
监测通过使用一个或多个传感器来实现；
至少提供一个传感器专门用于此类监测；
至少一个传感器用于传输和监控数据采集；
监测可通过使用压力传感器、温度传感器、碳/氧比传感器、振动传感器、流量传感器。
8.一种采用权利要求1至7任意一项所述无线双工通讯的井下无线流量控制系统的控制方法，其特征在于包括：井口数据采集及信号传送控制步骤和井下数据采集及信号传送控制步骤；
井口数据采集及信号传送控制步骤如下：
步骤s101，开始；
在步骤s102，输入编码及回执参数；
在步骤s103，从总线读取压力值；
在步骤s104，判断编码是否符合要求，编码不符合要求，执行步骤s105；编码符合要求，执行步骤s106；
在步骤s105，编码作废，返回步骤s102；
在步骤s106，井口控制器程序电控阀泄压打开；
在步骤s107，判断是否完成信号发送，完成信号发送，执行步骤s108，否则执行步骤s103；
在步骤s108，从总线侦听压力值；
在步骤s109，判断是否符合回函要求，符合回函要求执行步骤s110，否则执行步骤s105；
在步骤s110，程序结束；
井下数据采集及信号传送控制步骤如下：
步骤s201，开始；
在步骤s202，侦听总线唤醒信息；
在步骤s203，从总线读取压力值；
在步骤s204，判断压力值是否符合编码要求；
在步骤s205，识别井口指令；
在步骤s206，读取电机及电池状态；
在步骤s207，判断电机状态是否良好，电机状态不良，执行步骤s208，否则执行步骤s209；
在步骤s208，自洁修复程序；
在步骤s209，控制电机向井口发回函编码；
在步骤s210，判断井口是否回函，没有回函，执行步骤s211，否则执行步骤s212；
在步骤s211，调整节流阀开度；返回步骤s205；
在步骤s212，读取各传感器信号；
在步骤s213，测量数据编码、报头、回函编码；
在步骤s214，控制电机调整阀门节流压力；
在步骤s215，从总线读取压力变化；
在步骤s216，判断是否符合编码要求，不符合编码要求，执行步骤s215，否则执行步骤s217；
在步骤s217，结束程序。
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