CN112360414A - 一种三通道智能注水系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种三通道智能注水系统，包括封隔器、注水层、分层注水管、自动调配器、进水口和控制柜；所述的分层注水管内设有三根小管，其中两根为注水通道，另外一根为压力控制管线；所述的分层注水管下端通过两根注水通道与对应的封隔器连接，并与对应的注水层连通，所述的封隔器位于其对应的注水层的上方；所述的注水层处开有注水管出水口；最下端的封隔器下端依次连接有单向阀二、筛管和丝堵；所述的分层注水管上端与地面设置的自动调配器连接，自动调配器与进水口连接，所述的自动调配器与控制柜之间通过电磁阀控制线和压力流量数据线电信号连接。本发明方便调节，减少了作业成本、省去人工测调成本、无需井下对接，调节成功率100％。
Description
技术领域
本发明属于石油开采技术领域，特别涉及一种三通道智能注水系统。
背景技术
油田早期采用笼统注水的配注系统应用于二次采油初期，采用地层笼统注水方式，无法实现分层配注，层间干扰严重，而且采用笼统注水方式不能完成注水井高效测调，测调完成初期的配注合格率尚能达到要求，但配注合格率随时间不断下降，且由于注水井压力波动较大，需缩短测调周期才能保证较高的配注合格率，由此导致测调工作量激增。层间矛盾加剧，层间差异使注水合格率快速降低，半数时间注水不合格。分注井数和层数的不断增加，测试工作量逐年增加。
为了满足我国特高含水开发期水驱技术的实际工艺要求，解决特高含水期注水井智能配注新工艺及配套工具的问题，目前主要的注水井分层智能注水管柱，采用是数字化配水器与过电缆封隔器配合实用，将多信息测试与流量控制结合成统一整体置于井下，在不动管柱、不需任何施工的情况下，完成注水井各层流量的精确、方便调节。但流量控制首先要通过电磁流量计来计量流量，地面控制器通过电缆传递的信号对配水器进行流量大小的控制存在，整个过程复杂、环节多，容易造成误差，测调周期长。
发明内容
为了克服现有过程复杂、环节多，容易造成误差，测调周期长的问题，本发明提供一种三通道智能注水系统，本发明无需电缆作业，而且各自的注水量均可在地面合理调节，操作简单，配注合格率高，测调周期短。
本发明采用的技术方案为：
一种三通道智能注水系统，包括封隔器、注水层、分层注水管、自动调配器、进水口和控制柜；所述的分层注水管内设有三根小管，其中两根为注水通道，另外一根为压力控制管线；所述的分层注水管下端通过两根注水通道与对应的封隔器连接，并与对应的注水层连通，所述的封隔器位于其对应的注水层的上方；所述的注水层处开有注水管出水口；最下端的封隔器下端依次连接有单向阀二、筛管和丝堵；所述的分层注水管上端与地面设置的自动调配器连接，自动调配器与进水口连接，所述的自动调配器与控制柜之间通过电磁阀控制线和压力流量数据线电信号连接。
所述的压力控制管线下端设有单向阀一，所述的单向阀一位于最下端封隔器的下方。
所述的分层注水管通过注水管金具和油管短节与连接封隔器一连接。
所述的控制柜内至少设有数据远程传输与接收模块和数据分析与优化控制系统，所述的数据远程传输与接收模块用于传输和接收数据，所述的数据分析与优化控制系统用于确定各个注水层分别的注入压力和注入量，从而控制自动调配器电磁阀大小，调节分注管内注入水的注入压力和注入量，同时将自动调配器的压力、流量数据反馈回的数据接收模块。
所述的分层注水管包括大管和小管，所述的大管外径89mm；所述的三根小管等径内嵌在大管内，所述的小管外径不超过38mm，所述的小管通径20mm。
所述的小管外壁从里到外包括内衬层3mm、结构层4.8mm和保护层1.2mm。
所述的小管外壁与大管之间填充有聚乙烯材料。
所述的控制柜内设有电源，所述的电源给控制柜供电。
所述的分层注水管上端通过分注管与地面设置的自动调配器连接。
本发明的有益效果为：
本发明的每层供电系统都是独立的，上层断电故障不影响下层的供电系统、测调周期可无限缩短、可以长时间放在井底，不需要多次起管柱减少了作业成本、省去人工测调成本、分层精确、稳定注入、注水配注量在线测量和调控，边测边调、地面方便可调，无需停井和专用测调车辆，劳动强度低，测调效率高、测调周期可任意缩短，有效保证较高的配注合格率、无需井下对接，调节成功率100％。
以下将结合附图进行进一步的说明。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为注水管柱截面示意图。
图中，附图标记为：1、分层注水管；2、注水管金具；3、压力控制管线；4、封隔器一；5、油管出水口一；6、封隔器二；7、单向阀一；8、油管出水口二；9、单向阀二；10、筛管；11、丝堵；12、注水管一；13、注水管二；14、分注管；15、自动调配器；16、进水口；17、电磁阀控制线；18、压力流量数据线；19、控制柜；20、电源。
具体实施方式
实施例1：
为了克服现有过程复杂、环节多，容易造成误差，测调周期长的问题，本发明提供如图1和图2所示的一种三通道智能注水系统，本发明无需电缆作业，而且各自的注水量均可在地面合理调节，操作简单，配注合格率高，测调周期短。
一种三通道智能注水系统，包括封隔器、注水层、分层注水管1、自动调配器15、进水口16和控制柜19；所述的分层注水管1内设有三根小管，其中两根为注水通道，另外一根为压力控制管线3；所述的分层注水管1下端通过两根注水通道与对应的封隔器连接，并与对应的注水层连通，所述的封隔器位于其对应的注水层的上方；所述的注水层处开有注水管出水口；最下端的封隔器下端依次连接有单向阀二9、筛管10和丝堵11；所述的分层注水管1上端与地面设置的自动调配器15连接，自动调配器15与进水口16连接，所述的自动调配器15与控制柜19之间通过电磁阀控制线17和压力流量数据线18电信号连接。
本发明可在地面实现两层注水调配作业，无需像原来那样采用配水器注水，而且各自的注水量均可在地面合理调节，互不干扰。压力控制管线3连接多个封隔器，为封隔器打压实现坐封，上提解封。
本发明的工作原理为：
本发明根据数据分析与优化控制系统计算分析，给出两个注水层分别的注入压力和注入量，从而控制自动调配器电磁阀大小，调节分注管内注入水的注入压力和注入量，同时将自动调配器的压力、流量数据反馈回控制系统柜中的数据接收模块。自动调配器接到注水信号和注水量后，开始给对应的注水层进行注水。
本发明测调周期可无限缩短、可以长时间放在井底，不需要多次起管柱减少了作业成本、省去人工测调成本、分层精确、稳定注入、注水配注量在线测量和调控，边测边调、地面方便可调，无需停井和专用测调车辆，劳动强度低，测调效率高、测调周期可任意缩短，有效保证较高的配注合格率、无需井下对接，调节成功率100％。本发明中每层注水都是独立的，不会因为上层断电故障不影响下层的供电系统。
实施例2：
基于实施例1的基础上，本实施例中，优选的，所述的压力控制管线3下端设有单向阀一7，所述的单向阀一7位于最下端封隔器的下方。
优选的，所述的分层注水管1通过注水管金具2和油管短节与连接封隔器一4连接。
优选的，所述的控制柜19内至少设有数据远程传输与接收模块和数据分析与优化控制系统，所述的数据远程传输与接收模块用于传输和接收数据，所述的数据分析与优化控制系统用于确定各个注水层分别的注入压力和注入量，从而控制自动调配器15电磁阀大小，调节分注管内注入水的注入压力和注入量，同时将自动调配器15的压力、流量数据反馈回的数据接收模块。
优选的，如图2所示，所述的分层注水管1包括大管和小管，所述的大管外径89mm；所述的三根小管等径内嵌在大管内，所述的小管外径不超过38mm，所述的小管通径20mm。
优选的，所述的小管外壁从里到外包括内衬层3mm、结构层4.8mm和保护层1.2mm。
优选的，所述的小管外壁与大管之间填充有聚乙烯材料。
优选的，所述的控制柜19内设有电源20，所述的电源20给控制柜19供电。
优选的，所述的分层注水管1上端通过分注管14与地面设置的自动调配器15连接。分注管14位于地面。
本发明中分层注水管1和注水管金具2均采用复合材料制成。复合材料的选择满足注水强度及环保安全即可。本发明中将不再进一步的描述。
为了满足我国特高含水开发期水驱技术的实际工艺要求，解决特高含水期注水井智能配注新工艺及配套工具的问题，本发明提供如图1所示的一种注水井分层智能注水管柱，本发明采用数字化配水器(自动调配器15)与封隔器配合使用，在不动管柱、不需任何施工的情况下，完成注水井各层流量的精确、方便调节。自动调配器15为现有技术，本发明中将不再进行进一步的说明。
本发明提供的采用复合材料制成的三通道的分层注水管1通过上悬挂金具与井口连接，通过井下金具与井下管柱连接，具有扣压、对接和导线穿越功能为一体，井下注水管金具2(即下接头)与油管短节连接，油管短节与封隔器一4连接，封隔器一4下端通过油管短节与注水管出水口一5连接，注水管出水口一5下端通过油管短节与封隔器二6连接，封隔器二6通过油管短节与注水管出水口二7连接，注水管出口二7下端连接单向阀二9，分层注水管1与复注水管金具2连接，用于连接井下工具，单向阀二9下端通过丝扣与筛管10连接，筛管10下端通过丝扣与丝堵11连接。
本发明提供的三通道分层智能注水系统由地面和井下两部分组成，地面部分包括：分注管14、自动调配器15、控制柜16、压力流量数据线18和电磁阀控制线17，控制柜19内安装有数据分析与优化控制系统、数据远程传输和接收模块。控制柜19通过电磁阀控制线17和压力流量数据线18与自动调配器15连接，将分层注水管1与井口分注管14连接，井口分注管14与自动调配器15连接。根据数据分析与优化控制系统计算分析，给出两个注水层分别的注入压力和注入量，从而控制自动调配器电磁阀大小，调节分注管内注入水的注入压力和注入量，同时将自动调配器的压力、流量数据反馈回控制柜19中的数据接收模块。根据实时的数据反馈，可在线调节注入量。本发明方便且有效的调节了注入量的多少。
本发明中分层注水管1的小管外壁与大管之间填充有聚乙烯材料，起到承压和固定的作用。
本发明的工作过程为：
分层注水管1的进水口通过分注管14连接自动调配器15，分层注水管1中注水管一12与封隔器一4连接，并与注水层一连通；分层注水管1中注水管二13与封隔器一4和封隔器二6连接，并与封隔器二6下方的注水层二连通。压力控制管线3通过所有封隔器，其中压力控制管线3在封隔器一4中有打压口，通过在地面调节控制管线压力，实现封隔器坐封，需要起出三通道智能注水管柱时，可上提封隔器进行解封。
当下部注水层发生注不进的时候，井底压力随着注水量的增加而增加，推动封隔器二6下端上移，从而造成整个注水管柱发生上移。为了避免发生此类情况发生，在压力控制管线3最下端的安装单向阀1，井底的注入水会通过筛管10进入单向阀二9，通过注水管出水口二8的空腔进入单向阀一7，通过单向阀一7进入压力控制管线3，然后返出井筒。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。本发明中未详细描述的装置结构及系统方法均为现有技术，本发明中将不再进行进一步的说明。
Claims (9)
1.一种三通道智能注水系统，其特征在于：包括封隔器、注水层、分层注水管(1)、自动调配器(15)、进水口(16)和控制柜(19)；所述的分层注水管(1)内设有三根小管，其中两根为注水通道，另外一根为压力控制管线(3)；所述的分层注水管(1)下端通过两根注水通道与对应的封隔器连接，并与对应的注水层连通，所述的封隔器位于其对应的注水层的上方；所述的注水层处开有注水管出水口；最下端的封隔器下端依次连接有单向阀二(9)、筛管(10)和丝堵(11)；所述的分层注水管(1)上端与地面设置的自动调配器(15)连接，自动调配器(15)与进水口(16)连接，所述的自动调配器(15)与控制柜(19)之间通过电磁阀控制线(17)和压力流量数据线(18)电信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种三通道智能注水系统，其特征在于：所述的压力控制管线(3)下端设有单向阀一(7)，所述的单向阀一(7)位于最下端封隔器的下方。
3.根据权利要求1所述的一种三通道智能注水系统，其特征在于：所述的分层注水管(1)通过注水管金具(2)和油管短节与连接封隔器一(4)连接。
4.根据权利要求1所述的一种三通道智能注水系统，其特征在于：所述的控制柜(19)内至少设有数据远程传输与接收模块和数据分析与优化控制系统，所述的数据远程传输与接收模块用于传输和接收数据，所述的数据分析与优化控制系统用于确定各个注水层分别的注入压力和注入量，从而控制自动调配器(15)电磁阀大小，调节分注管内注入水的注入压力和注入量，同时将自动调配器(15)的压力、流量数据反馈回的数据接收模块。
5.根据权利要求1所述的一种三通道智能注水系统，其特征在于：所述的分层注水管(1)包括大管和小管，所述的大管外径89mm；所述的三根小管等径内嵌在大管内，所述的小管外径不超过38mm，所述的小管通径20mm。
6.根据权利要求5所述的一种三通道智能注水系统，其特征在于：所述的小管外壁从里到外包括内衬层3mm、结构层4.8mm和保护层1.2mm。
7.根据权利要求5所述的一种三通道智能注水系统，其特征在于：所述的小管外壁与大管之间填充有聚乙烯材料。
8.根据权利要求1所述的一种三通道智能注水系统，其特征在于：所述的控制柜(19)内设有电源(20)，所述的电源(20)给控制柜(19)供电。
9.根据权利要求1所述的一种三通道智能注水系统，其特征在于：所述的分层注水管(1)上端通过分注管(14)与地面设置的自动调配器(15)连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210212 |