CN111441747B - 海上油田注水井双通道流量控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种海上油田注水井双通道流量控制系统及方法,第一级过电缆插入密封下端与位于第一注水层段第一级双测控通道配水器上端连接;第一级过电缆插入密封上端与位于第二注水层段第二级双测控通道配水器下端连接;第二级双测控通道配水器上端与第二过电缆插入密封下端连接;第二级过电缆插入密封上端与位于第三注水层段第三级双测控通道配水器下端连接;第三级双测控通道配水器上端与过电缆定位密封下端连接;过电缆定位密封上端与注水管柱上端油管连接;地面综合诊断分析控制仪通过信号电缆与第三级双测控通道配水器、第二级双测控通道配水器、第一级双测控通道配水器串联连接,构成注水井大测试范围双通道流量控制系统,使注水井能自动测调分层流量。
Description
技术领域
本发明涉及一种海上油田注水井双通道流量控制系统及方法。
背景技术
油田注水开发是当前众多油田的主要开发方式之一。与陆地油田相比,海上油田注水井单井注入量大,但由于海上油田层间矛盾突出,造成各层段注入量不均问题非常明显。以渤海油田为例,一口注水井中吸水能力较好的层段单日注入量可高达上千方,而吸水能力较差的层段单日注入量可低至十数方。目前石油天然气领域常用的配水器主要分为传统的投捞式配水器、边测边调配水器、小排量自动测调配水器等几种,这些配水器都无法在保证测试精度的前提下实现10m3/d~1000m3/d大测试范围内的流量控制。
同时,目前现有的分层注水技术中调配过程均需要人为干预,无法满足海上油田高效测调需求。投捞式配水器调配需要反复投捞配水器芯子进行人工更换水嘴,边测边调配水器需要电缆作业配合人为控制井下水嘴开度,自动测调配水器虽然可以以测试实际注水量与配注量的差值为依据对配水器水嘴开度自动进行相应的开大或关小,但是海上油田各层吸水量差异大,部分层段吸水能力有限,即使配水器水嘴全部打开也存在无法达到配注量的情况,此时自动测调配水器持续进行水嘴开度调节,需人为干预进行停止,现场应用效果并不理想,需要进一步改进。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点,而提供一种海上油田注水井双通道流量控制系统及方法,解决海上油田大测试范围需求下的自动流量控制问题,将以往的注水井被动测调变为主动自动测调,适用于海上油田大测试范围的分层注水测试、调配。
本发明的目的是由以下技术方案实现的。
本发明海上油田注水井双通道流量控制系统,包括地面综合诊断分析控制仪、信号电缆、过电缆定位密封、数个过电缆插入密封和数个双测控通道配水器;该第一级过电缆插入密封下端与位于第一注水层段的第一级双测控通道配水器的上端连接;该第一级过电缆插入密封上端与位于第二注水层段的第二级双测控通道配水器下端连接;该第二级双测控通道配水器的上端与第二级过电缆插入密封下端连接;该第二级过电缆插入密封上端与位于第三注水层段的第三级双测控通道配水器的下端连接;该第三级双测控通道配水器的上端与过电缆定位密封下端连接;该过电缆定位密封上端与注水管柱上端的油管连接;该信号电缆的下端头向下穿越第一级过电缆插入密封的过电缆孔与第一级双测控通道配水器的上电缆对接头连接,信号电缆的另一端向上延伸至第二级双测控通道配水器的下电缆对接头处截断,截断的信号电缆下段的上端头与第二级双测控通道配水器的下电缆对接头串联连接,截断的信号电缆上段的下端头向下穿越第二级过电缆插入密封的过电缆孔与第二级双测控通道配水器的上电缆对接头连接,截断的信号电缆上段向上延伸至第三级双测控通道配水器的下电缆对接头处截断,截断的信号电缆下段的上端头与第三级双测控通道配水器的下电缆对接头串联连接,截断的信号电缆上段的下端头向下穿越过电缆定位密封的过电缆孔与第三级双测控通道配水器的上电缆对接头连接,截断的信号电缆上段向上延伸与地面综合诊断分析控制仪连接,使地面综合诊断分析控制仪通过信号电缆依次与第三级双测控通道配水器、第二级双测控通道配水器、第一级双测控通道配水器串联连接,以构成一个完整的注水井大测试范围双通道流量控制系统。
前述的海上油田注水井双通道流量控制系统,其中,所述地面综合诊断分析控制仪由壳体以及设置在壳体内的测控电路板构成,该测控电路板由第二发解码模块、存储模块、分析处理模块、电源模块、通讯模块以及显示模块构成;该分析处理模块分别与第二发解码模块、存储模块、电源模块、通讯模块连接,该通讯模块与显示模块连接,第二发解码模块与信号电缆连接。
前述的海上油田注水井双通道流量控制系统,其中,双测控通道配水器由上接头、上滑环、上外护管、上过流管、中接头、下外护管、下过流管、测控电路、两个流量计短节、测调水嘴、下滑环、下接头组成;该中接头设有三个过流通道,中心通道为主过流通道,中心通道侧面分别为第一测控过流通道和第二测控过流通道,第一测控过流通道和第二测控过流通道的下端通过连通孔连通;中接头侧面设有出水口,出水口与第一测控过流通道连通;该上接头主过流通道下端与上滑环上端连接;上滑环下端与上过流管上端连接;上过流管下端与中接头主过流通道上端连接;上接头下端与上外护管上端连接;该上外护管下端与中接头上端连接;中接头主过流通道下端与下过流管上端连接;下过流管下端与下滑环内通道上端连接;该下滑环下端与下接头内通道上端连接;中接头下端与下外护管上端连接;下外护管下端与下接头上端连接;上滑环侧向设有两个过流通道,两个过流通道分别与第一流量计短节和第二流量计短节的上端连接;该中接头设有的第一测控过流通道和第二测控过流通道的上端分别与第一流量计短节和第二流量计短节的下端连接;该第一测控过流通道的末端与测调水嘴连接;该下过流管与下滑环、下接头、下外护管、中接头和测调水嘴构成密封腔,该密封腔内分别设有测调水嘴的调节机构和测控电路;测调水嘴的调节机构由电机、减速器、丝杠、阀芯和阀套组成,该电机与减速器连接,减速器转轴与丝杠连接,丝杠与阀芯连接,且丝杠和阀芯位于阀套内,阀套通过螺纹与中接头的第一测控过流通道和第二测控过流通道的下端连接;该电机与水嘴调节模块电连接;该测控电路由采集模块、水嘴调节模块、控制模块、第一发解码模块以及电源模块组成;该控制模块分别与采集模块、水嘴调节模块、第一发解码模块以及电源模块电连接,该电源模块同时与上电缆对接头和下电缆对接头电连接。
本发明海上油田注水井双通道流量控制系统的方法,包括以下步骤:
第一步,将第一级双测控通道配水器与下部注水管柱连接;
第二步,将第一级过电缆插入密封与第一级双测控通道配水器连接;
第三步,将信号电缆穿过第一级过电缆插入密封的过电缆孔与第一级双测控通道配水器的上电缆对接头连接,并使用金属密封组件对第一级过电缆插入密封的过电缆孔进行封堵;
第四步,将第二级双测控通道配水器与第一级过电缆插入密封和油管组成的下部注水管柱串连接;
第五步,将第二级过电缆插入密封与第二级双测控通道配水器连接;
第六步,将信号电缆截断,下段信号电缆与第二级双测控通道配水器的下电缆对接头连接;
第七步,将上段信号电缆穿过第二级过电缆插入密封的过电缆孔与第二级双测控通道配水器的上电缆对接头连接,并使用金属密封组件对第二级过电缆插入密封的过电缆孔进行封堵;
第八步,重复步第四步和第六步,直至信号电缆连接至过电缆定位密封以下最后一级双测控通道配水器的下电缆对接头;
第九步,将截断后的上段信号电缆穿越过电缆定位密封的过电缆孔,并与最后一级双测控通道配水器的上电缆对接头连接,使用金属密封组件对过电缆定位密封的过电缆孔进行封堵;
第十步,将过电缆定位密封以上的信号电缆延伸并与地面综合诊断分析控制仪相连;
第十一步,地面综合诊断分析控制仪与井下各层段的双测控通道配水器通讯成功后,调节第一级双测控通道配水器测调水嘴的开度至10%,关闭其他层段的双测控通道配水器的测调水嘴;
第十二步,以1MPa为间隔逐级提高井口注入压力至井口最大允许注入压力,在每一个压力点下调节第一级双测控通道配水器测调水嘴开度以10%为间隔从10%到100%逐级打开,采集每一个数据点下的油管内压力、油管外压力、注水层段流量的基础注入数据,并反馈至地面综合诊断分析控制仪;
第十三步,地面综合诊断分析控制仪根据所采集的基础注入数据计算第一层段吸水指数曲线,并绘制第一层段注入压差、注水层段流量及双测控通道配水器测调水嘴开度图版并储存于存储模块中;
第十四步,关闭位于第一层段的第一级双测控通道配水器测调水嘴,调节下一层段的第二级双测控通道配水器测调水嘴至10%,然后重复第十一步至第十三步,完成其余层段吸水指数曲线计算及注入压差、注水层段流量及配水器水嘴开度图版并存储于存储模块中;
第十五步,开始注水时,在地面综合诊断分析控制仪处设置各层段配注量,地面综合诊断分析控制仪根据各层段吸水指数曲线计算该层段所需注入压差,根据注入压差、注水层段流量及配水器水嘴开度图版计算各层段双测控通道配水器所需水嘴开度,并反馈至各层段的双测控通道配水器,各层段双测控通道配水器接到指令后自动调节测调水嘴至所需开度;
第十六步,注水过程中,各注水层段的每级双测控通道配水器定期自动进行注水层段流量、油管内压力、油管外压力、水嘴开度数据采集并反馈至地面综合诊断分析控制仪,地面综合诊断分析控制仪根据最新测试数据重新计算各层段吸水指数曲线,校正注入压差;再根据注入压差、注水层段流量及双测控通道配水器测调水嘴开度图版,重新计算最新所需测调水嘴开度并将最新所需测调水嘴开度反馈至各层段的各级双测控通道配水器,各级双测控通道配水器接到指令后自动调节测调水嘴开度至最新所需水嘴开度,完成分层注水的自动化检测与调控。
本发明海上油田注水井双通道流量控制系统及方法的有益效果,以大测试范围双测控通道配水器为基础,实现海上油田注水井无需人工干预的自动测调,避免常规自动测调配水器调配无法合格时持续上电测调的情况;有效地解决海上油田大测试范围需求下的自动流量控制问题,将以往的注水井被动测调变为主动自动测调。
附图说明
图1为本发明海上油田注水井双通道流量控制系统结构示意图。
图2为本发明海上油田注水井双通道流量控制系统的自动流量控制系统方块框图。
图3A为本发明海上油田注水井双通道流量控制系统双测控通道配水器正向剖视结构示意图。
图3B为本发明海上油田注水井双通道流量控制系统双测控通道配水器侧向剖视结构示意图。
图中主要标号说明:1地面综合诊断分析控制仪、2油管、3信号电缆、4过电缆定位密封、5第三级双测控通道配水器、6第三注水层段、7第二级过电缆插入密封、8第二级双测控通道配水器、9第二注水层段、10第一级过电缆插入密封、11第一级双测控通道配水器、12第一注水层段、13采集模块、14水嘴调节模块、15控制模块、16第一发解码模块、17电源模块、18第二发解码模块、19存储模块、20分析处理模块、21电源模块、22通讯模块、23显示模块、24上接头、25主过流通道、26上滑环、27上外护管、28上过流管、29中接头、30下外护管、31下过流管、32下滑环、33下接头、34第一测控过流通道、35第二测控过流通道、36第一流量计短节、37第二流量计短节、38测控电路、39测调水嘴、40连通孔、41出水口、42上电缆对接头、43下电缆对接头。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。
如图1、图2、图3A、图3B所示,本发明海上油田注水井双通道流量控制系统,其包括地面综合诊断分析控制仪1、信号电缆3、过电缆定位密封4、数个过电缆插入密封和数个双测控通道配水器;该第一级过电缆插入密封下端与位于第一注水层段12的第一级双测控通道配水器11的上端连接;该第一级过电缆插入密封10上端与位于第二注水层段9的第二级双测控通道配水器下端连接;该第二级双测控通道配水器8的上端与第二级过电缆插入密封下端连接;该第二级过电缆插入密封7上端与位于第三注水层段6的第三级双测控通道配水器的下端连接;该第三级双测控通道配水器5的上端与过电缆定位密封4下端连接;该过电缆定位密封4上端与注水管柱上端的油管2连接;该信号电缆3的下端头向下穿越第一级过电缆插入密封10的过电缆孔与第一级双测控通道配水器11的上电缆对接头连接,信号电缆3的另一端向上延伸至第二级双测控通道配水器8的下电缆对接头处截断,截断的信号电缆3下段的上端头与第二级双测控通道配水器8的下电缆对接头串联连接,截断的信号电缆上段的下端头向下穿越第二级过电缆插入密封7的过电缆孔与第二级双测控通道配水器8的上电缆对接头连接,截断的信号电缆上段向上延伸至第三级双测控通道配水器5的下电缆对接头处截断,截断的信号电缆下段的上端头与第三级双测控通道配水器5的下电缆对接头串联连接,截断的信号电缆上段的下端头向下穿越过电缆定位密封4的过电缆孔与第三级双测控通道配水器5的上电缆对接头连接,截断的信号电缆上段向上延伸与地面综合诊断分析控制仪1连接,使地面综合诊断分析控制仪1通过信号电缆3依次与第三级双测控通道配水器5、第二级双测控通道配水器8、第一级双测控通道配水器11串联连接,以构成一个完整的注水井大测试范围双通道流量控制系统。
如图1、图2、图3A、图3B所示,本发明海上油田注水井双通道流量控制系统,该地面综合诊断分析控制仪1由壳体以及设置在壳体内的测控电路板构成,该测控电路板由第二发解码模块18、存储模块19、分析处理模块20、电源模块21、通讯模块22以及显示模块23构成;该分析处理模块20分别与第二发解码模块18、存储模块19、电源模块21、通讯模块22连接,该通讯模块22与显示模块23连接,第二发解码模块18与信号电缆3连接。该双测控通道配水器由上接头24、上滑环26、上外护管27、上过流管28、中接头29、下外护管30、下过流管31、测控电路38、两个流量计短节36和37、测调水嘴39、下滑环32、下接头33组成;该中接头设有三个过流通道,中心通道为主过流通道25,中心通道侧面分别为第一测控过流通道34和第二测控过流通道35,第一测控过流通道34和第二测控过流通道35的下端通过连通孔40连通;中接头侧面设有出水口41,出水口41与第一测控过流通道34连通;该上接头24主过流通道下端与上滑环26上端连接;上滑环26下端与上过流管28上端连接;上过流管28下端与中接头29主过流通道25上端连接;上接头24下端与上外护管27上端连接;该上外护管27下端与中接头29上端连接;中接头主过流通道25下端与下过流管31上端连接;下过流管31下端与下滑环32内通道上端连接;该下滑环32下端与下接头33内通道上端连接;中接头29下端与下外护管30上端连接;下外护管30下端与下接头33上端连接;上滑环26侧向设有两个过流通道,两个过流通道分别与第一流量计短节36和第二流量计短节37的上端连接;该中接头29设有的第一测控过流通道34和第二测控过流通道35的上端分别与第一流量计短节36和第二流量计短节37的下端连接;该第一测控过流通道34的末端与测调水嘴39连接;该下过流管31与下滑环32、下接头33、下外护管30、中接头29和测调水嘴39构成密封腔,该密封腔内分别设有测调水嘴39的调节机构和测控电路38;测调水嘴39的调节机构由电机、减速器、丝杠、阀芯和阀套组成,该电机与减速器连接,减速器转轴与丝杠连接,丝杠与阀芯连接,且丝杠和阀芯位于阀套内,阀套通过螺纹与中接头29的第一测控过流通道34和第二测控过流通道35的下端连接;该电机与水嘴调节模块14电连接;该测控电路38由采集模块13、水嘴调节模块14、控制模块15、第一发解码模块16以及电源模块17组成;该控制模块15分别与采集模块13、水嘴调节模块14、第一发解码模块16以及电源模块17电连接,该电源模块17同时与上电缆对接头42和下电缆对接头43电连接。
本发明海上油田注水井双通道流量控制系统的方法,其包括以下步骤:
第一步,将第一级双测控通道配水器与下部注水管柱连接;
第二步,将第一级过电缆插入密封与第一级双测控通道配水器连接;
第三步,将信号电缆穿过第一级过电缆插入密封的过电缆孔与第一级双测控通道配水器的上电缆对接头连接,并使用金属密封组件对第一级过电缆插入密封的过电缆孔进行封堵;
第四步,将第二级双测控通道配水器与第一级过电缆插入密封和油管组成的下部注水管柱串连接;
第五步,将第二级过电缆插入密封与第二级双测控通道配水器连接;
第六步,将信号电缆截断,下段信号电缆与第二级双测控通道配水器的下电缆对接头连接;
第七步,将上段信号电缆穿过第二级过电缆插入密封的过电缆孔与第二级双测控通道配水器的上电缆对接头连接,并使用金属密封组件对第二级过电缆插入密封的过电缆孔进行封堵;
第八步,重复步第四步和第六步,直至信号电缆连接至过电缆定位密封以下最后一级双测控通道配水器的下电缆对接头;
第九步,将截断后的上段信号电缆穿越过电缆定位密封的过电缆孔,并与最后一级双测控通道配水器的上电缆对接头连接,使用金属密封组件对过电缆定位密封的过电缆孔进行封堵;
第十步,将过电缆定位密封以上的信号电缆延伸并与地面综合诊断分析控制仪相连;
第十一步,地面综合诊断分析控制仪与井下各层段的双测控通道配水器通讯成功后,调节第一级双测控通道配水器测调水嘴39的开度至10%,关闭其他层段的双测控通道配水器的测调水嘴;
第十二步,以1MPa为间隔逐级提高井口注入压力至井口最大允许注入压力,在每一个压力点下调节第一级双测控通道配水器测调水嘴开度以10%为间隔从10%到100%逐级打开,采集每一个数据点下的油管内压力、油管外压力、注水层段流量的基础注入数据,并反馈至地面综合诊断分析控制仪;
第十三步,地面综合诊断分析控制仪根据所采集的基础注入数据计算第一层段吸水指数曲线,并绘制第一层段注入压差、注水层段流量及双测控通道配水器测调水嘴开度图版并储存于存储模块19中;
第十四步,关闭位于第一层段的第一级双测控通道配水器测调水嘴39,调节下一层段的第二级双测控通道配水器测调水嘴至10%,然后重复第十一步至第十三步,完成其余层段吸水指数曲线计算及注入压差、注水层段流量及配水器水嘴开度图版并存储于存储模块19中;
第十五步,开始注水时,在地面综合诊断分析控制仪处设置各层段配注量,地面综合诊断分析控制仪根据各层段吸水指数曲线计算该层段所需注入压差,根据注入压差、注水层段流量及配水器水嘴开度图版计算各层段双测控通道配水器所需水嘴开度,并反馈至各层段的双测控通道配水器,各层段双测控通道配水器接到指令后自动调节测调水嘴至所需开度;
第十六步,注水过程中,各注水层段的每级双测控通道配水器定期自动进行注水层段流量、油管内压力、油管外压力、水嘴开度数据采集并反馈至地面综合诊断分析控制仪,地面综合诊断分析控制仪根据最新测试数据重新计算各层段吸水指数曲线,校正注入压差;再根据注入压差、注水层段流量及双测控通道配水器测调水嘴开度图版,重新计算最新所需测调水嘴开度并将最新所需测调水嘴开度反馈至各层段的各级双测控通道配水器,各级双测控通道配水器接到指令后自动调节测调水嘴开度至最新所需水嘴开度,完成分层注水的自动化检测与调控。
如图2所示,本发明海上油田注水井双通道流量控制系统的自动流量控制系统由井下各级双测控通道配水器内部的测控电路38和地面综合诊断分析控制仪1的监控电路组成;井下各级双测控通道配水器的测控电路由采集模块13、水嘴调节模块14、控制电路15、第一发解码模块16和电源模块17组成;地面综合诊断分析控制仪1的监控电路由第二发解码模块18、存储模块19、分析处理模块20、电源模块21、通讯模块22和显示模块23组成;电源模块21将交流电转变为直流电通过信号电缆3与双测控通道配水器内部测控电路的电源模块17连接与供电,电源模块17分别与采集模块13、水嘴调节模块14、控制模块15和第一发解码模块16电连接与供电,控制模块15统一协调采集模块13、水嘴调节模块14和第一发解码模块16,将采集的井下数据经第一发解码模块16、信号电缆3传输至地面综合诊断分析控制仪的第二发解码模块18,经分析处理模块20对接收数据进行分析与处理将处理后的数据经通讯模块22和显示模块23进行人机交互显示,同时分析处理模块20向井下双测控通道配水器下发调控指令,指令经第二发解码模块18、信号电缆3传输至第一发解码模块16,双测控通道配水器的控制模块15根据调控指令控制水嘴调节模块14的运行,驱动测调水嘴39的电机运转调整水嘴的开度大小,完成井下分层注水量的自动调整。
本实施例中未进行说明的内容为现有技术,故,不再进行赘述。
本发明海上油田注水井大测试范围的双通道流量控制系统及方法的工作原理是,信号电缆3是系统电力及信号的传输介质;双测控通道配水器包括两个内通径大小不同的测控过流通道34、35,两个过流通道的下端连通,并通过测调水嘴39的阀芯轴向位置变化,实现出水口41与过流通道的开关控制,同时实现出水口41与过流通道34、出水口41与过流通道34和35之间过流面积的调控,达到海上油田注水井分层注水量10m3/d~1000m3/d流量精确测控的目的;该双测控通道配水器设置的测控电路由采集模块13、水嘴调节模块14和控制模块15等组成,在控制模块15的协调控制下可完成分层注水数据的自动采集和水嘴开度自动调节;地面综合诊断分析控制仪设有分析处理模块20、存储模块19和发解码模块18通过信号电缆3与双测控通道配水器的测控电路38的发解码模块16连接,地面综合诊断分析控制仪和双测控通道配水器双向通讯,一方面实时接收双测控通道配水器采集的分层注水数据,根据实时注水数据进行自动分析并给出优化的水嘴开度数据,另一方面将水嘴开度数据与调控指令下发给双测控通道配水器,并实时监测双测控通道配水器的分层注水量和水嘴调控过程,指导双测控通道配水器水嘴自动调节,实现智能注水。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明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,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (3)
1.一种海上油田注水井双通道流量控制系统,其特征在于,包括地面综合诊断分析控制仪(1)、信号电缆(3)、过电缆定位密封(4)、数个过电缆插入密封和数个双测控通道配水器;第一级过电缆插入密封下端与位于第一注水层段(12)的第一级双测控通道配水器(11)的上端连接;该第一级过电缆插入密封(10)上端与位于第二注水层段(9)的第二级双测控通道配水器下端连接;该第二级双测控通道配水器(8)的上端与第二级过电缆插入密封下端连接;该第二级过电缆插入密封(7)上端与位于第三注水层段(6)的第三级双测控通道配水器的下端连接;该第三级双测控通道配水器(5)的上端与过电缆定位密封(4)下端连接;该过电缆定位密封(4)上端与注水管柱上端的油管(2)连接;
该信号电缆(3)的下端头向下穿越第一级过电缆插入密封(10)的过电缆孔与第一级双测控通道配水器(11)的上电缆对接头连接,信号电缆(3)的另一端向上延伸至第二级双测控通道配水器(8)的下电缆对接头处截断,截断的信号电缆(3)下段的上端头与第二级双测控通道配水器(8)的下电缆对接头串联连接,截断的信号电缆上段的下端头向下穿越第二级过电缆插入密封(7)的过电缆孔与第二级双测控通道配水器(8)的上电缆对接头连接,截断的信号电缆上段向上延伸至第三级双测控通道配水器(5)的下电缆对接头处截断,截断的信号电缆下段的上端头与第三级双测控通道配水器(5)的下电缆对接头串联连接,截断的信号电缆上段的下端头向下穿越过电缆定位密封(4)的过电缆孔与第三级双测控通道配水器(5)的上电缆对接头连接,截断的信号电缆上段向上延伸与地面综合诊断分析控制仪(1)连接,使地面综合诊断分析控制仪(1)通过信号电缆(3)依次与第三级双测控通道配水器(5)、第二级双测控通道配水器(8)、第一级双测控通道配水器(11)串联连接,以构成一个完整的注水井大测试范围双通道流量控制系统,双测控通道配水器由上接头(24)、上滑环(26)、上外护管(27)、上过流管(28)、中接头(29)、下外护管(30)、下过流管(31)、测控电路(38)、两个流量计短节(36、37)、测调水嘴(39)、下滑环(32)、下接头(33)组成;该中接头设有三个过流通道,中心通道为主过流通道(25),中心通道侧面分别为第一测控过流通道(34)和第二测控过流通道(35),第一测控过流通道(34)和第二测控过流通道(35)的下端通过连通孔(40)连通;中接头侧面设有出水口(41),出水口(41)与第一测控过流通道(34)连通;该上接头(24)主过流通道下端与上滑环(26)上端连接;上滑环(26)下端与上过流管(28)上端连接;上过流管(28)下端与中接头(29)主过流通道(25)上端连接;上接头(24)下端与上外护管(27)上端连接;该上外护管(27)下端与中接头(29)上端连接;中接头主过流通道(25)下端与下过流管(31)上端连接;下过流管(31)下端与下滑环(32)内通道上端连接;该下滑环(32)下端与下接头(33)内通道上端连接;中接头(29)下端与下外护管(30)上端连接;下外护管(30)下端与下接头(33)上端连接;上滑环(26)侧向设有两个过流通道,两个过流通道分别与第一流量计短节(36)和第二流量计短节(37)的上端连接;该中接头(29)设有的第一测控过流通道(34)和第二测控过流通道(35)的上端分别与第一流量计短节(36)和第二流量计短节(37)的下端连接;该第一测控过流通道(34)的末端与测调水嘴(39)连接;该下过流管(31)与下滑环(32)、下接头(33)、下外护管(30)、中接头(29)和测调水嘴(39)构成密封腔,该密封腔内分别设有测调水嘴(39)的调节机构和测控电路(38);测调水嘴(39)的调节机构由电机、减速器、丝杠、阀芯和阀套组成,该电机与减速器连接,减速器转轴与丝杠连接,丝杠与阀芯连接,且丝杠和阀芯位于阀套内,阀套通过螺纹与中接头(29)的第一测控过流通道(34)和第二测控过流通道(35)的下端连接;该电机与水嘴调节模块(14)电连接;该测控电路(38)由采集模块(13)、水嘴调节模块(14)、控制模块(15)、第一发解码模块(16)以及电源模块(17)组成;该控制模块(15)分别与采集模块(13)、水嘴调节模块(14)、第一发解码模块(16)以及电源模块(17)电连接,该电源模块(17)同时与上电缆对接头(42)和下电缆对接头(43)电连接。
2.根据权利要求1所述的海上油田注水井双通道流量控制系统,其特征在于,所述地面综合诊断分析控制仪(1)由壳体以及设置在壳体内的测控电路板构成,该测控电路板由第二发解码模块(18)、存储模块(19)、分析处理模块(20)、电源模块(21)、通讯模块(22)以及显示模块(23)构成;该分析处理模块(20)分别与第二发解码模块(18)、存储模块(19)、电源模块(21)、通讯模块(22)连接,该通讯模块(22)与显示模块(23)连接,第二发解码模块(18)与信号电缆(3)连接。
3.一种如权利要求1所述的海上油田注水井双通道流量控制系统的方法,其特征在于,包括以下步骤:
第一步,将第一级双测控通道配水器与下部注水管柱连接;
第二步,将第一级过电缆插入密封与第一级双测控通道配水器连接;
第三步,将信号电缆穿过第一级过电缆插入密封的过电缆孔与第一级双测控通道配水器的上电缆对接头连接,并使用金属密封组件对第一级过电缆插入密封的过电缆孔进行封堵;
第四步,将第二级双测控通道配水器与第一级过电缆插入密封和油管组成的下部注水管柱串连接;
第五步,将第二级过电缆插入密封与第二级双测控通道配水器连接;
第六步,将信号电缆截断,下段信号电缆与第二级双测控通道配水器的下电缆对接头连接;
第七步,将上段信号电缆穿过第二级过电缆插入密封的过电缆孔与第二级双测控通道配水器的上电缆对接头连接,并使用金属密封组件对第二级过电缆插入密封的过电缆孔进行封堵;
第八步,重复步第四步和第六步,直至信号电缆连接至过电缆定位密封以下最后一级双测控通道配水器的下电缆对接头;
第九步,将截断后的上段信号电缆穿越过电缆定位密封的过电缆孔,并与最后一级双测控通道配水器的上电缆对接头连接,使用金属密封组件对过电缆定位密封的过电缆孔进行封堵;
第十步,将过电缆定位密封以上的信号电缆延伸并与地面综合诊断分析控制仪相连;
第十一步,地面综合诊断分析控制仪与井下各层段的双测控通道配水器通讯成功后,调节第一级双测控通道配水器测调水嘴(39)的开度至10%,关闭其他层段的双测控通道配水器的测调水嘴;
第十二步,以1MPa为间隔逐级提高井口注入压力至井口最大允许注入压力,在每一个压力点下调节第一级双测控通道配水器测调水嘴开度以10%为间隔从10%到100%逐级打开,采集每一个数据点下的油管内压力、油管外压力、注水层段流量的基础注入数据,并反馈至地面综合诊断分析控制仪;
第十三步,地面综合诊断分析控制仪根据所采集的基础注入数据计算第一层段吸水指数曲线,并绘制第一层段注入压差、注水层段流量及双测控通道配水器测调水嘴开度图版并储存于存储模块(19)中;
第十四步,关闭位于第一层段的第一级双测控通道配水器测调水嘴(39),调节下一层段的第二级双测控通道配水器测调水嘴至10%,然后重复第十一步至第十三步,完成其余层段吸水指数曲线计算及注入压差、注水层段流量及配水器水嘴开度图版并存储于存储模块(19)中;
第十五步,开始注水时,在地面综合诊断分析控制仪处设置各层段配注量,地面综合诊断分析控制仪根据各层段吸水指数曲线计算该层段所需注入压差,根据注入压差、注水层段流量及配水器水嘴开度图版计算各层段双测控通道配水器所需水嘴开度,并反馈至各层段的双测控通道配水器,各层段双测控通道配水器接到指令后自动调节测调水嘴至所需开度;
第十六步,注水过程中,各注水层段的每级双测控通道配水器定期自动进行注水层段流量、油管内压力、油管外压力、水嘴开度数据采集并反馈至地面综合诊断分析控制仪,地面综合诊断分析控制仪根据最新测试数据重新计算各层段吸水指数曲线,校正注入压差;再根据注入压差、注水层段流量及双测控通道配水器测调水嘴开度图版,重新计算最新所需测调水嘴开度并将最新所需测调水嘴开度反馈至各层段的各级双测控通道配水器,各级双测控通道配水器接到指令后自动调节测调水嘴开度至最新所需水嘴开度,完成分层注水的自动化检测与调控。
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