CN116816326A - 油气井分支井段流动测控系统、方法、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本文涉及石油工业钻井工程技术领域，尤其涉及一种油气井分支井段流动测控系统、方法、设备及存储介质。包括，主井眼通讯线缆、主井眼无线信号收发装置、分支井眼通讯线缆、分支井眼无线信号收发装置、分支井眼流动测控装置；主井眼无线信号收发装置位于主井眼与分支井眼的交汇处，用于和分支井眼无线信号收发装置进行无线通讯；分支井眼无线信号收发装置位于分支井眼的完井管柱内部、外侧和/或管壁中；分支井眼流动测控装置位于分支井眼的完井管柱内部、外侧和/或管壁中，用于对分支井眼的完井管柱内的高压流体和/或高压气体进行监测或控制。通过本文实施例，解决了难以对分支井内的信息进行监测或对分支井内的注采生产进行流动控制的问题。

Description

油气井分支井段流动测控系统、方法、设备及存储介质

技术领域

本文涉及油气井分支井完井技术领域，尤其涉及一种油气井分支井段流动测控系统、方法、设备及存储介质。

背景技术

油气井中的分支井作为有效的增产方法，逐渐被钻采工程所青睐，并认为是老井挖潜、提高采收率的有效手段。在油气开发过程中，对多分支井的分支井眼进行流动控制可以极大地提高资源开采或流体注入效果。但现有技术条件下难以对分支井内的信息进行监测或者对分支井内的注入和采出生产进行流动控制。在多分支井条件下，目前尚无有效技术能够实现前述功能，其原因在于油气井的分支井的井眼分叉处结构复杂且极易损坏，且分支井眼的完井管柱不能延伸到井口，因此地面设备难以有效地对分支井眼进行流动测控。

现在亟需一种油气井分支井段流动测控系统，从而解决现有技术中难以对分支井内的信息进行监测或者对分支井内的注入和采出生产进行流动控制的问题。

发明内容

为解决现有技术中难以对分支井内的信息进行监测或者对分支井内的注入和采出生产进行流动控制的问题，本文实施例提供了一种油气井分支井段流动测控系统、方法、设备及存储介质，实现了分支井接口处的信号传递，进而实现了对分支井段的流动测控。

为了解决上述技术问题，本文的具体技术方案如下：

一方面，本文实施例提供了一种油气井分支井段流动测控系统，包括，

主井眼通讯线缆、主井眼无线信号收发装置、分支井眼通讯线缆、分支井眼无线信号收发装置、分支井眼流动测控装置；

所述主井眼通讯线缆沿主井眼的轴向方向布设于所述主井眼内，所述主井眼通讯线缆的一端连接井口端控制设备，另一端连接所述主井眼无线信号收发装置，所述主井眼通讯线缆用于传输所述井口端控制设备与所述主井眼无线信号收发装置交互或单向传输的数据；

所述主井眼无线信号收发装置邻近所述主井眼与分支井眼的交会处设置，用于和所述分支井眼无线信号收发装置进行无线通讯；

所述分支井眼通讯线缆沿所述分支井眼的完井管柱的轴向方向布设于所述分支井眼的完井管柱内部、外侧和/或管壁中，所述分支井眼通讯线缆的一端连接所述分支井眼无线信号收发装置，另一端连接所述分支井眼流动测控装置，所述分支井眼通讯线缆用于传输所述分支井眼流动测控装置与所述分支井眼无线信号收发装置交互或单向传输的数据；

所述分支井眼无线信号收发装置位于所述分支井眼的完井管柱内部、外侧和/或管壁中，用于和所述主井眼无线信号收发装置进行无线通讯；

所述分支井眼流动测控装置位于所述分支井眼的完井管柱内部、外侧和/或管壁中，用于对所述分支井眼的完井管柱内的高压流体和/或高压气体进行监测或控制。

另一方面，本文实施例还提供了一种油气井分支井段流动测控方法，包括，

所述井口端控制设备通过所述主井眼通讯线缆发送所述分支井眼流动测控装置的控制信号；

所述主井眼通讯线缆将所述控制信号传输给所述主井眼无线信号收发装置；

所述主井眼无线信号收发装置将所述控制信号通过无线的方式发送给所述分支井眼无线信号收发装置；

所述分支井眼无线信号收发装置接收所述控制信号，并通过所述分支井眼通讯线缆将所述控制信号发送给所述分支井眼流动测控装置；

所述分支井眼流动测控装置根据所述控制信号对所述分支井眼内的高压流体和/或高压气体进行监测或控制。

另一方面，本文实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器、以及存储在存储器上的计算机程序，处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法。

最后，本文实施例还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被计算机设备的处理器运行时，执行上述的方法。

利用本文实施例，井口端控制设备通过主井眼通讯线缆将分支井眼流动测控装置的控制信号发送给主井眼无线信号收发装置，主井眼无线信号收发装置与分支井眼无线信号收发装置进行无线通讯，将控制信号发送给分支井眼无线信号收发装置，分支井眼无线信号收发装置接收控制信号后，通过分支井眼通讯线缆将控制信号发送给分支井眼流动测控装置，以通过分支井眼流动测控装置对分支井眼的完井管柱内的信息进行检测或者对分支井眼的完井管柱内的注入和采出生产进行流动控制。通过有线——无线——有线的方式实现了井下的无线通讯，解决了难以对分支井内的信息进行监测或对分支井内的注入和采出生产进行流动控制的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本文实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本文的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为本文实施例一种油气井分支井段流动测控系统的结构示意图；

图2a所示为本文实施例油气井分支井段流动测控装置在分支井眼和主井眼交汇处的刨面示意图；

图2b所示为本文实施例油气井分支井段流动测控装置在分支井眼和主井眼交汇处的示意图；

图3所示为本文实施例流动控制模块在分支井眼的完井管柱内的安装示意图；

图4所示为本文实施例一种油气井分支井段流动测控方法的流程示意图；

图5所示为本文实施例计算机设备的结构示意图。

【附图标记说明】：

101、井口端控制设备；

102、主井眼；

103、分支井眼；

104、完井管柱；

105、主井眼通讯线缆；

106、主井眼无线信号收发装置；

107、分支井眼通讯线缆；

108、分支井眼无线信号收发装置；

109、分支井眼流动测控装置；

1091、流动控制模块；

1092、温度检测模块；

1093、流动控制电路；

1094、流动控制阀驱动器；

1095、传动机构；

1096、阀芯；

1097、阀座；

1098、防砂组件；

110、无线能量传递装置；

1101、无线能量发射端；

1102、无线能量接收端；

111、供电缆；

112、用电缆；

201、主井眼；

202、主井眼通讯线缆；

203、分支井眼的完井管柱；

204、分支井眼通讯线缆；

205、主井眼无线信号收发装置的线圈；

206、分支井眼无线信号收发装置的线圈；

502、计算机设备；

504、处理设备；

506、存储资源；

508、驱动机构；

510、输入/输出模块；

512、输入设备；

514、输出设备；

516、呈现设备；

518、图形用户接口；

520、网络接口；

522、通信链路；

524、通信总线。

具体实施方式

下面将结合本文实施例中的附图，对本文实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本文一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本文中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本文保护的范围。

需要说明的是，本文的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本文的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

如图1所示为本文实施例一种油气井分支井段流动测控系统的结构示意图，包括，主井眼通讯线缆105、主井眼无线信号收发装置106、分支井眼通讯线缆107、分支井眼无线信号收发装置108、分支井眼流动测控装置109；

所述主井眼通讯线缆105沿主井眼102的轴向方向布设于所述主井眼102内，所述主井眼通讯线缆105的一端连接井口端控制设备101，另一端连接所述主井眼无线信号收发装置106，所述主井眼通讯线缆105用于传输所述井口端控制设备101与所述主井眼无线信号收发装置106交互或单向传输的数据；

所述主井眼无线信号收发装置106邻近所述主井眼102与分支井眼103的交汇处设置，用于和所述分支井眼无线信号收发装置108进行无线通讯；

所述分支井眼通讯线缆107沿所述分支井眼103的完井管柱104的轴向方向布设于所述分支井眼103的完井管柱104内部、外侧和/或管壁中，所述分支井眼通讯线缆107的一端连接所述分支井眼无线信号收发装置108，另一端连接所述分支井眼流动测控装置109，所述分支井眼通讯线缆107用于传输所述分支井眼流动测控装置109与所述分支井眼无线信号收发装置108交互或单向传输的数据；

所述分支井眼无线信号收发装置108位于所述分支井眼103的完井管柱104内部、外侧和/或管壁中，用于和所述主井眼无线信号收发装置106进行无线通讯；

所述分支井眼流动测控装置109位于所述分支井眼103的完井管柱104内部、外侧和/或管壁中，用于对所述分支井眼103的完井管柱104内的高压流体和/或高压气体进行监测或控制。

在本文实施例中，分支井眼103的孔径极小，且分支井眼103的完井管柱104内充满了高压流体或高压气体，由于分支井眼103的完井管柱104不能延伸到井口，井口端控制设备101无法通过有线传输的方式将控制信号发送给分支井眼103的完井管柱104内的分支井眼流动测控装置109，因此难以对分支井眼103的完井管柱104内的信息进行检测或者对分支井眼103的完井管柱104内的注入和采出生产进行流动控制。

通过本文实施例的油气井分支井段流动测控系统，井口端控制设备101通过主井眼通讯线缆105将分支井眼流动测控装置109的控制信号发送给主井眼无线信号收发装置106，主井眼无线信号收发装置106与分支井眼无线信号收发装置108进行无线通讯，将控制信号发送给分支井眼无线信号收发装置108，分支井眼无线信号收发装置108接收控制信号后，通过分支井眼通讯线缆107将控制信号发送给分支井眼流动测控装置109，以通过分支井眼流动测控装置109对分支井眼103的完井管柱104内的信息进行检测或者对分支井眼103的完井管柱104内的注入和采出生产进行流动控制。通过有线——无线——有线的方式实现了井下的无线通讯，解决了难以对分支井内的信息进行监测或对分支井内的注入和采出生产进行流动控制的问题。

在本文实施例中，主井眼通讯线缆105或分支井眼通讯线缆107可以为光纤或电缆，所述分支井眼103的完井管柱104包括基管、生产管柱、防砂管柱、传感器保护、压裂管柱和/或增产管柱，所述分支井眼流动测控装置109可以是测量装置、采出控制装置、注入控制装置中的一种或多种的组合，分支井眼流动测控装置109可以通过分支井下的电池或电缆进行供电，可以实现对分支井眼103的完井管柱104内的高压流体或高压气体的温度、采出进行控制，或对井口端控制设备101向分支井眼103的完井管柱104内注入的气体或流体进行控制，从而控制地层的压裂和油气的开采。此外，主井眼无线信号收发装置106邻近主井眼102与分支井眼103的交汇处设置，优选地，本文实施例所述主井眼无线信号收发装置106位于所述主井眼102的套管内部、外部和/或管壁中。所述分支井眼流动测控装置109可以对分支井眼103的完井管柱104内的高压流体和/或高压气体进行测量或控制，在本文的一些其它实施例中，所述分支井眼流动测控装置109也可以同时对分支井眼103的完井管柱104内的高压流体和/或高压气体进行测量和控制。

根据本文的一个实施例，油气井下的高压流体和高压气体可能会对无线信号的传输造成一定的影响，因此，为了进一步地提高油气井下的无线信号传输效果，所述主井眼无线信号收发装置106和所述分支井眼无线信号收发装置108之间通过电磁波信号、声信号或电磁感应信号进行无线通讯。

根据本文的一个实施例，当所述主井眼无线信号收发装置106和所述分支井眼无线信号收发装置108通过电磁波信号进行无线通讯时，所述主井眼无线信号收发装置106或所述分支井眼无线信号收发装置108包括天线或线圈；

所述主井眼无线信号收发装置106的天线或线圈位于所述主井眼102和所述分支井眼103交汇的窗口的附近；

当所述分支井眼无线信号收发装置108包括天线时，所述分支井眼无线信号收发装置108的天线位于所述分支井眼103的完井管柱104的端部的附近，当所述分支井眼无线信号收发装置108包括线圈时，所述分支井眼无线信号收发装置108的线圈套设在所述分支井眼103的完井管柱104的端部的附近；

所述主井眼无线信号收发装置106的天线或线圈与所述分支井眼无线信号收发装置108的天线或线圈之间的距离小于第一预设距离或10倍所述分支井眼直径或主井眼直径。

在本文实施例中，当所述主井眼无线信号收发装置106和所述分支井眼无线信号收发装置108通过电磁波信号进行无线通讯时，主井眼无线信号收发装置106将分支井眼流动测控装置109的控制信号转换成电磁波信号，并通过主井眼无线信号收发装置106的天线或线圈将电磁波信号发射出来，然后分支井眼无线信号收发装置108的天线或线圈接收电磁波信号，然后分支井眼无线信号收发装置108将接收到的电磁波信号转换为电信号，并通过分支井眼通讯线缆107发送给分支井眼流动测控装置109。

为了提高电磁波信号传输的稳定性，示例性地，如图2a所示，将主井眼无线信号收发装置的线圈205放置在主井眼201和分支井眼的交汇的窗口的附近，将分支井眼无线信号收发装置的线圈206套设在分支井眼的完井管柱203的端部，并控制主井眼无线信号收发装置的线圈205与分支井眼无线信号收发装置的线圈206之间的距离小于第一预设距离或10倍分支井眼直径或主井眼直径，其中，第一预设距离可以根据电磁波信号的物理特性进行设定，优选地，本文实施例所述的第一预设距离为3米，此外，10倍分支井眼直径或主井眼直径可以表示油气井下的结构的尺寸，满足在改尺寸的条件下，避免井眼套管对信号造成屏蔽。上述部署方式缩小了主井眼无线信号收发装置的线圈205于分支井眼无线信号收发装置的线圈206之间的距离，从而提高电磁波信号传输的稳定性。

根据本文的一个实施例，当所述主井眼无线信号收发装置106和所述分支井眼无线信号收发装置108通过声信号进行无线通讯时，所述主井眼无线信号收发装置106或所述分支井眼无线信号收发装置108包括换能器；

所述主井眼无线信号收发装置106的换能器位于所述主井眼102和所述分支井眼103交汇的窗口的附近，所述分支井眼无线信号收发装置108的换能器位于所述分支井眼103的完井管柱104的端部的附近；

所述主井眼无线信号收发装置106的换能器与所述分支井眼无线信号收发装置108的换能器之间的距离小于第二预设距离或50倍所述分支井眼直径或主井眼直径。

在本文实施例中，当所述主井眼无线信号收发装置106和所述分支井眼无线信号收发装置108通过声信号进行无线通讯时，主井眼无线信号收发装置106的换能器将分支井眼流动测控装置109的控制信号转换成声信号，并通过主井眼无线信号收发装置106的换能器将声信号发射出来，然后分支井眼无线信号收发装置108的换能器接收声信号，然后分支井眼无线信号收发装置108的换能器将接收到的声信号转换为电信号，并通过分支井眼通讯线缆107发送给分支井眼流动测控装置109。

示例性地，主井眼无线信号收发装置的换能器的安装位置可以参考图2a中主井眼无线信号收发装置的线圈205的安装位置，分支井眼无线信号收发装置的换能器的安装位置可以参考图2a中分支井眼无线信号收发装置的线圈206的安装位置，并控制主井眼无线信号收发装置的换能器与分支井眼无线信号收发装置的换能器之间的距离小于第二预设距离或50倍分支井眼直径或主井眼直径，其中，第二预设距离可以根据声信号的物理特性进行设定，优选地，本文实施例所述的第二预设距离为100米。

根据本文的一个实施例，当所述主井眼无线信号收发装置106和所述分支井眼无线信号收发装置108通过电磁感应信号进行无线通讯，所述主井眼无线信号收发装置106包括线圈和导磁体，所述分支井眼无线信号收发装置108包括线圈和导磁体的组合或包括磁场传感器；

所述主井眼无线信号收发装置106的线圈位于所述主井眼102和所述分支井眼103交汇的窗口的附近；

当所述分支井眼无线信号收发装置108包括磁场传感器时，所述分支井眼无线信号收发装置108的磁场传感器位于所述分支井眼103的完井管柱104的端部的附近，当所述分支井眼无线信号收发装置108包括线圈时，所述分支井眼无线信号收发装置108的线圈套设在所述分支井眼103的完井管柱104的端部的附近；

所述主井眼无线信号收发装置106的线圈与所述分支井眼无线信号收发装置108的线圈或磁场传感器之间的距离小于第三预设距离或10倍所述分支井眼直径或主井眼直径。

在本文实施例中，当所述主井眼无线信号收发装置106和所述分支井眼无线信号收发装置108通过电磁感应信号进行无线通讯时，主井眼无线信号收发装置106的线圈和导磁体将分支井眼流动测控装置109的控制信号转换成电磁感应信号，并通过主井眼无线信号收发装置106的线圈将电磁感应信号发射出来，然后分支井眼无线信号收发装置108的线圈和导磁体的组合或磁场传感器接收电磁感应信号，然后分支井眼无线信号收发装置108将接收到的电磁感应信号转换为电信号，并通过分支井眼通讯线缆107发送给分支井眼流动测控装置109。

示例性地，当所述主井眼无线信号收发装置106和所述分支井眼无线信号收发装置108通过电磁感应信号进行无线通讯时，主井眼无线信号收发装置106的线圈的安装位置可以参考图2a中主井眼无线信号收发装置的线圈205的安装位置，分支井眼无线信号收发装置108的线圈的安装位置可以参考图2a中分支井眼无线信号收发装置的线圈206的安装位置，并控制主井眼无线信号收发装置106的线圈与分支井眼无线信号收发装置108的线圈之间的距离小于第三预设距离或10倍分支井眼直径或主井眼直径，其中，第三预设距离可以根据电磁感应信号的物理特性进行设定，优选地，本文实施例所述的第三预设距离为3米。

根据本文的一个实施例，若采用电池为分支井眼流动测控装置109进行供电，其供电量可能会受到一定的限制，导致分支井眼流动测控装置109的续航时间较短，此外，由于分支井眼的完井管柱和主井眼结构的限制，将分支井眼流动测控装置109的供电线缆直接从井口端控制设备井口端控制设备延伸至分支井眼的完井管柱中存在一定的困难，且容易在分支井眼的完井管柱与主井眼交汇的窗口处发生漏电，引发严重的作业事故。因此，继续如图1所示，本文实施例所述的油气井分支井段流动测控系统进一步包括无线能量传递装置110；

所述无线能量传递装置110包括无线能量发射端1101和无线能量接收端1102，所述无线能量发射端1101与主井眼102内的供电缆111连接，所述无线能量接收端1102通过所述分支井眼103中的用电缆112与所述分支井眼流动测控装置109连接；

所述无线能量发射端1101位于所述主井眼102和所述分支井眼103交汇的窗口的附近，所述无线能量接收端1102位于所述分支井眼103的完井管柱104的端部的附近；

所述无线能量发射端1101与所述无线能量接收端1102的之间的距离小于第四预设距离或2倍所述分支井眼直径或主井眼直径。

在本文实施例中，油气井的供电缆111将电能传递给无线能量发射端1101，然后无线能量发射端1101将电能转换成电磁能并通过非导电接触的方式传递的方式将电磁能发送给无线能量接收端1102，无线能量接收端1102接收到电磁能之后，将电磁能转换成电能，将电能通过用电缆112传输给分支井眼流动测控装置109，从而保证分支井眼流动测控装置的正常工作。

示例性地，无线能量发射端1101的安装位置可以参考图2a中主井眼无线信号收发装置的线圈205的安装位置，无线能量接收端1102的安装位置可以参考图2a中分支井眼无线信号收发装置的线圈206的安装位置，并控制无线能量发射端1101与无线能量接收端1102之间的距离小于第四预设距离或2倍分支井眼直径或主井眼直径，其中，第四预设距离可以根据无线电能传输的物理特性进行设定，优选地，本文实施例所述的第四预设距离为2倍主井眼直径或分支井眼直径。

需要说明的是，由于分支井眼无线信号收发装置108发出的无线信号和无线能量传递装置110发出的无线电能信号的频率不同，因此，将无线能量接收端1102与分支井眼无线信号收发装置的线圈同时安装在分支井眼103的完井管柱104的端部也不会影响无线信号或能量的传递。当无线信号收发装置和无线能量收发装置的频率差距较大时，无线信号调制加载至线圈中，而无线信号接收装置再从线圈中将所述无线信号解调出来。

通过本文实施例的无线能量传递装置，实现了井下电能的无线传输，解决了由于分支井眼的完井管柱和主井眼结构的限制，将分支井眼流动测控装置109的用电缆112直接从井口端控制设备101延伸至分支井眼103的完井管柱104中存在一定的困难，且容易在分支井眼103的完井管柱104与主井眼102交汇的窗口处发生漏电，引发严重的作业事故的问题。

根据本文的另一个实施例，由于分支井眼103的完井管柱104的端部结构的限制，可能导致分支井眼103的完井管柱104的端部不便于同时安装无线能量接收端1102和分支井眼无线信号收发装置108的线圈，因此，当所述主井眼无线信号收发装置106包括线圈且所述分支井眼无线信号收发装置108包括线圈时，所述系统还包括无线能量传递装置110；

所述无线能量传递装置110包括无线能量发射端1101和无线能量接收端1102，所述无线能量发射端1101与主井眼102内的供电缆111连接，所述无线能量接收端1102通过所述分支井眼103中的用电缆112与所述分支井眼流动测控装置109连接；

所述无线能量发射端1101进一步用于通过所述主井眼无线信号收发装置106的线圈将电能发送给所述无线能量接收端1102，所述无线能量接收端1102进一步用于通过所述分支井眼无线信号收发装置108的线圈接收所述电能。

在本文的另一实施例中，主井眼无线信号收发装置106的线圈和分支井眼无线信号收发装置108的线圈除了在井下传递无线信号之外，还可以传递无线能量传递装置110传递的电能，具体地，可以通过载波的方式实现主井眼无线信号收发装置106的线圈和分支井眼无线信号收发装置108的线圈同时传输无线信号和电磁能，这种情况下，所述无线信号的频率数倍于电磁能的频率，并且由于分支井眼无线信号收发装置108发出的无线信号和无线能量传递装置110发出的无线电能信号的频率不同，因此，主井眼无线信号收发装置106的线圈和分支井眼无线信号收发装置108的线圈同时传递无线信号和电能也不会产生无线信号和电能相互之间的影响。油气井的供电缆111将电能传递给无线能量发射端1101，然后无线能量发射端1101将电能转换成电磁信号，通过主井眼无线信号收发装置106的线圈将电磁信号发送给无线能量接收端1102，无线能量接收端1102通过分支井眼无线信号收发装置108的线圈接收电磁信号，并将电磁信号转换成电能，将电能通过用电缆112传输给分支井眼流动测控装置109，从而保证分支井眼流动测控装置的正常工作。

在本文的一些其他实施例中，无线能量发射端1101和无线能量接收端1102在分支井眼和主井眼交汇处的安装示意图还可以如图2b所示，无线能量发射端1101和无线能量接收端1102均放置在主井眼201和分支井眼的交汇的窗口的附近，无线能量发射端1101套设在无线能量接收端1102的外部，也可以将无线能量发射端1101套设在无线能量接收端1102的内部。通过如图2b所示的安装方法，可以进一步地提高无线能量的传输质量。

此外，当所述主井眼无线信号收发装置106包括线圈且所述分支井眼无线信号收发装置108包括线圈时，主井眼无线信号收发装置的线圈205与分支井眼无线信号收发装置的线圈206的安装方式也可以参考图2b中无线能量发射端1101和无线能量接收端1102的安装位置，进一步地提高无线信号的传输质量。

根据本文的一个实施例，为了实现对分支井眼103的完井管柱104中的高压流体或高压气体的开采产控制，继续如图1所示，所述分支井眼流动测控装置109包括若干个沿所述分支井眼103的完井管柱104的轴向设置的流动控制模块1091；

所述流动控制模块1091的内部与所述分支井眼103的完井管柱104连通，所述流动控制模块1091的外部与地层连通，用于调节所述分支井眼103的完井管柱104内的高压流体和/或高压气体的流量。

在本文实施例中，可通过无线能量传递装置110为流动控制模块1091提供其工作所需的电能，通过主井眼无线信号收发装置106和分支井眼无线信号收发装置108无线传输的控制信号控制流动控制模块1091的工作。流动控制模块1091可以是配注器或配产器，当流动控制模块1091为配注器时，用于向地层中注入液体，从而对地层进行压裂等。当流动控制模块1091为配产器时，用于将地层中产出的高压流体或高压气体采出。

根据本文的一个实施例，如图3所示，所述流动控制模块1091进一步包括流动控制电路1093、流动控制阀驱动器1094、传动机构1095、阀芯1096和阀座1097；

所述流动控制电路1093的第一端与所述分支井眼通讯线缆107连接，所述流动控制电路1093的第二端与所述流动控制阀驱动器1094连接，所述流动控制阀驱动器1094与所述传动机构1095的第一端连接，所述传动机构1095的第二端与所述阀芯1096连接，所述阀芯1096位于所述阀座1097内部，所述阀座1097上设有开口，所述阀座1097上的开口与所述地层连通；

所述流动控制电路1093用于控制所述流动控制阀驱动器1094工作，所述流动控制阀驱动器1094通过所述传动机构1095驱动所述阀芯1096与所述阀座1097的相对运动，从而将所述地层中的流体或气体开采至所述分支井眼的完井管柱203内。

进一步地，所述分支井眼的完井管柱203进一步包括防砂组件1098；

所述防砂组件1098位于所述阀座1097上的开口与所述地层之间，用于过滤所述地层中流体或气体中的杂质。

在本文实施例中，流动控制电路1093接收分支井眼通讯线缆204发送的控制信号，并根据控制信号控制流动控制阀驱动器1094工作，流动控制阀驱动器1094通过传动机构1095驱动阀芯1096与阀座1097的相对运动，从而将地层中的流体或气体开采至分支井眼的完井管柱203内。

根据本文的一个实施例，为了实现对分支井眼103的完井管柱104中的高压流体或高压气体的温度进行检测，继续如图1所示，所述分支井眼流动测控装置109包括温度检测模块1092，所述温度检测模块1092用于检测所述分支井眼103的完井管柱104内的温度。其中，分支井眼103的完井管柱104为分支井眼套管、分支井眼尾管、分支井眼防砂管柱、分支井眼基管、分支井眼压裂管柱、分支井眼传感器护管、分支井眼注入管柱、分支井眼生产管柱、分支井眼油管中的任意一种或组合。

在本文实施例中，可以通过无线能量传递装置110为温度检测模块1092提供其工作所需的电能，通过主井眼无线信号收发装置106和分支井眼无线信号收发装置108无线传输的控制信号控制温度检测模块1092的工作并将温度检测模块1092采集到的温度信号通过井下无线传输的方式发送给井口端控制设备101，以使井口端控制设备101对分支井眼103的完井管柱104内的高压流体或高压气体的温度进行监测，从而保证分支井眼103的完井管柱104内的高压流体和/或高压气体的安全才出。

根据本文的一个实施例，所述温度检测模块1092为测温光纤或若干个温度传感器；

当所述温度检测模块1092为测温光纤时，所述测温光纤沿所述分支井眼的完井管柱的轴向布设于所述分支井眼的完井管柱内；

当所述温度检测模块1092为若干个温度传感器时，各温度传感器沿所述分支井眼的完井管柱的轴向依次布设在所述分支井眼的完井管柱内。

在本文实施例中，温度检测模块1092可以是测温光纤，示例性地，图1所示的温度检测模块1092为测温光纤，用于测量分支井眼103的完井管柱104全区段各点的高压流体和/或高压气体的温度，通过无线能量传递装置110为测温光纤的进行供电，通过主井眼无线信号收发装置106和分支井眼无线信号收发装置108无线传输的控制信号控制测温光纤的工作并将测温光纤采集到的温度信号通过井下无线传输的方式发送给井口端控制设备101。

此外，温度检测模块1092还可以是沿所述分支井眼103的完井管柱104的轴向依次布设在所述分支井眼103的完井管柱104内的温度传感器，可选地，若干个温度传感器的安装位置可以参考图1中流动控制模块1091的安装位置。通过无线能量传递装置110分别为各温度传感器的进行供电，通过主井眼无线信号收发装置106和分支井眼无线信号收发装置108无线传输的控制信号控制个温度传感器的工作并将各温度传感器采集到的温度信号通过井下无线传输的方式发送给井口端控制设备101。

基于同一发明构思，本文实施例还提供了一种利用如图1所示的油气井分支井段流动测控系统的油气井分支井段流动测控方法，能够对分支井眼内的高压流体和/或高压气体进行监测或控制。图4所示为本文实施例一种油气井分支井段流动测控方法的流程示意图，在本图中描述了对分支井眼内的高压流体和/或高压气体进行监测或控制的过程，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的系统或装置产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行。具体的如图4所示，所述方法可以包括：

步骤401：所述井口端控制设备通过所述主井眼通讯线缆发送所述分支井眼流动测控装置的控制信号；

步骤402：所述主井眼通讯线缆将所述控制信号传输给所述主井眼无线信号收发装置；

步骤403：所述主井眼无线信号收发装置将所述控制信号通过无线的方式发送给所述分支井眼无线信号收发装置；

步骤404：所述分支井眼无线信号收发装置接收所述控制信号，并通过所述分支井眼通讯线缆将所述控制信号发送给所述分支井眼流动测控装置；

步骤405：所述分支井眼流动测控装置根据所述控制信号对所述分支井眼内的高压流体和/或高压气体进行监测或控制。

根据本文的一个实施例，所述油气井分支井段流动测控方法进一步包括，

步骤1：所述井口端控制设备通过所述油气井的供电缆将用于分支井眼的完井管柱中的分支井眼流动测控装置工作的电能发送给安装在所述主井眼与所述分支井眼的交汇处的窗口附近的所述无线能量发射端；

步骤2：所述无线能量发射端接收到所述电能后，所述电能通过无线的方式发送给安装在所述分支井眼的完井管柱的端部的无线能量接收端；

步骤3：所述无线能量接收到所述电能后，通过所述油气井的用电缆将所述电能发送给所述分支井眼流动测控装置，以使所述支井眼流动测控装置对所述分支井眼内的高压流体和/或高压气体进行监测或控制。

通过上述方法所取得的有益效果与上述系统所取得的有益效果一致，本说明书实施例不做赘述。

如图5所示为本文实施例计算机设备的结构示意图，本文中的井口端控制设备101可以为本实施例中的计算机设备，执行上述本文的方法。计算机设备502可以包括一个或多个处理设备504，诸如一个或多个中央处理单元(CPU)，每个处理单元可以实现一个或多个硬件线程。计算机设备502还可以包括任何存储资源506，其用于存储诸如代码、设置、数据等之类的任何种类的信息。非限制性的，比如，存储资源506可以包括以下任一项或多种组合：任何类型的RAM，任何类型的ROM，闪存设备，硬盘，光盘等。更一般地，任何存储资源都可以使用任何技术来存储信息。进一步地，任何存储资源可以提供信息的易失性或非易失性保留。进一步地，任何存储资源可以表示计算机设备502的固定或可移除部件。在一种情况下，当处理设备504执行被存储在任何存储资源或存储资源的组合中的相关联的指令时，计算机设备502可以执行相关联指令的任一操作。计算机设备502还包括用于与任何存储资源交互的一个或多个驱动机构508，诸如硬盘驱动机构、光盘驱动机构等。

计算机设备502还可以包括输入/输出模块510(I/O)，其用于接收各种输入(经由输入设备512)和用于提供各种输出(经由输出设备514)。一个具体输出机构可以包括呈现设备516和相关联的图形用户接口(GUI)518。在其他实施例中，还可以不包括输入/输出模块510(I/O)、输入设备512以及输出设备514，仅作为网络中的一台计算机设备。计算机设备502还可以包括一个或多个网络接口520，其用于经由一个或多个通信链路522与其他设备交换数据。一个或多个通信总线524将上文所描述的部件耦合在一起。

通信链路522可以以任何方式实现，例如，通过局域网、广域网(例如，因特网)、点对点连接等、或其任何组合。通信链路522可以包括由任何协议或协议组合支配的硬连线链路、无线链路、路由器、网关功能、名称服务器等的任何组合。

对应于图4所示的方法，本文实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行上述步骤。

本文实施例还提供一种计算机可读指令，其中当处理器执行所述指令时，其中的程序使得处理器执行如图4所示的方法。

应理解，在本文的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本文实施例的实施过程构成任何限定。

还应理解，在本文实施例中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本文的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本文所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本文实施例方案的目的。

另外，在本文各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本文的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本文各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本文中应用了具体实施例对本文的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本文的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本文的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本文的限制。

Claims (15)

1.一种油气井分支井段流动测控系统，其特征在于，所述系统包括，

主井眼通讯线缆、主井眼无线信号收发装置、分支井眼通讯线缆、分支井眼无线信号收发装置、分支井眼流动测控装置；

所述主井眼通讯线缆沿主井眼的轴向方向布设于所述主井眼内，所述主井眼通讯线缆的一端连接井口端控制设备，另一端连接所述主井眼无线信号收发装置，所述主井眼通讯线缆用于传输所述井口端控制设备与所述主井眼无线信号收发装置交互或单向传输的数据；

所述主井眼无线信号收发装置邻近所述主井眼与分支井眼的交汇处设置，用于和所述分支井眼无线信号收发装置进行无线通讯；

所述分支井眼通讯线缆沿所述分支井眼的完井管柱的轴向方向布设于所述分支井眼的完井管柱内部、外侧和/或管壁中，所述分支井眼通讯线缆的一端连接所述分支井眼无线信号收发装置，另一端连接所述分支井眼流动测控装置，所述分支井眼通讯线缆用于传输所述分支井眼流动测控装置与所述分支井眼无线信号收发装置交互或单向传输的数据；

所述分支井眼无线信号收发装置位于所述分支井眼的完井管柱内部、外侧和/或管壁中，用于和所述主井眼无线信号收发装置进行无线通讯；

所述分支井眼流动测控装置位于所述分支井眼的完井管柱内部、外侧和/或管壁中，用于对所述分支井眼的完井管柱内的高压流体和/或高压气体进行监测或控制。

2.根据权利要求1所述的油气井分支井段流动测控系统，其特征在于，所述主井眼无线信号收发装置和所述分支井眼无线信号收发装置之间通过电磁波信号、声信号或电磁感应信号进行无线通讯。

3.根据权利要求2所述的油气井分支井段流动测控系统，其特征在于，当所述主井眼无线信号收发装置和所述分支井眼无线信号收发装置通过电磁波信号进行无线通讯时，所述主井眼无线信号收发装置或所述分支井眼无线信号收发装置包括天线或线圈；

所述主井眼无线信号收发装置的天线或线圈位于所述主井眼和所述分支井眼交汇的窗口的附近；

当所述分支井眼无线信号收发装置包括天线时，所述分支井眼无线收发装置的天线位于所述分支井眼的完井管柱的端部的附近，当所述分支井眼的无线信号收发装置包括线圈时，所述分支井眼无线信号收发装置的线圈套设在所述分支井眼的完井管柱的端部的附近；

所述主井眼无线信号收发装置的天线或线圈与所述分支井眼无线信号收发装置的天线或线圈之间的距离小于第一预设距离或10倍分支井眼直径或主井眼直径。

4.根据权利要求2所述的油气井分支井段流动测控系统，其特征在于，当所述主井眼无线信号收发装置和所述分支井眼无线信号收发装置通过声信号进行无线通讯时，所述主井眼无线信号收发装置或所述分支井眼无线信号收发装置包括换能器；

所述主井眼无线信号收发装置的换能器位于所述主井眼和所述分支井眼交汇的窗口的附近，所述分支井眼无线信号收发装置的换能器位于所述分支井眼的完井管柱的端部的附近；

所述主井眼无线信号收发装置的换能器与所述分支井眼无线信号收发装置的换能器之间的距离小于第二预设距离或50倍所述分支井眼直径或主井眼直径。

5.根据权利要求2所述的油气井分支井段流动测控系统，其特征在于，当所述主井眼无线信号收发装置和所述分支井眼无线信号收发装置通过电磁感应信号进行无线通讯，所述主井眼无线信号收发装置包括线圈和导磁体，所述分支井眼无线信号收发装置包括线圈和导磁体的组合或包括磁场传感器；

所述主井眼无线信号收发装置的线圈位于所述主井眼和所述分支井眼交汇的窗口的附近；

当所述分支井眼无线信号收发装置包括磁场传感器时，所述分支井眼无线信号收发装置的磁场传感器位于所述分支井眼的完井管柱的端部的附近，当所述分支井眼的无线信号收发装置包括线圈时，所述分支井眼无线信号收发装置的线圈套设在所述分支井眼的完井管柱的端部的附近；

所述主井眼无线信号收发装置的线圈与所述分支井眼无线信号收发装置的线圈或磁场传感器之间的距离小于第三预设距离或10倍所述分支井眼直径或主井眼直径。

6.根据权利要求3或5所述的油气井分支井段流动测控系统，其特征在于，当所述主井眼无线信号收发装置包括线圈且所述分支井眼无线信号收发装置包括线圈时，所述系统还包括无线能量传递装置；

所述无线能量传递装置包括无线能量发射端和无线能量接收端，所述无线能量发射端与所述主井眼内的供电缆连接，所述无线能量接收端通过所述分支井眼中的用电缆与所述分支井眼流动测控装置连接；

所述无线能量发射端进一步用于通过所述主井眼无线信号收发装置的线圈将电能发送给所述无线能量接收端，所述无线能量接收端进一步用于通过所述分支井眼无线信号收发装置的线圈接收所述电能。

7.根据权利要求1所述的油气井分支井段流动测控系统，其特征在于，所述系统还包括无线能量传递装置；

所述无线能量传递装置包括无线能量发射端和无线能量接收端，所述无线能量发射端与所述主井眼内的供电缆连接，所述无线能量接收端通过所述分支井眼中的用电缆与所述分支井眼流动测控装置连接；

所述无线能量发射端位于所述主井眼和所述分支井眼交汇的窗口的附近，所述无线能量接收端位于所述分支井眼的完井管柱的端部的附近；

所述无线能量发射端与所述无线能量接收端的之间的距离小于第四预设距离或2倍所述分支井眼直径或主井眼直径。

8.根据权利要求1所述的油气井分支井段流动测控系统，其特征在于，所述分支井眼流动测控装置包括若干个沿所述分支井眼的完井管柱的轴向设置的流动控制模块；

所述流动控制模块的内部与所述分支井眼的完井管柱连通，所述流动控制模块的外部与地层连通，用于调节所述分支井眼的完井管柱内的高压流体和/或高压气体的流量。

9.根据权利要求8所述的油气井分支井段流动测控系统，其特征在于，所述流动控制模块进一步包括流动控制电路、流动控制阀驱动器、传动机构、阀芯和阀座；

所述流动控制电路的第一端与所述分支井眼通讯线缆连接，所述流动控制电路的第二端与所述流动控制阀驱动器连接，所述流动控制阀驱动器与所述传动机构的第一端连接，所述传动机构的第二端与所述阀芯连接，所述阀芯位于所述阀座内部，所述阀座上设有开口，所述阀座上的开口与所述地层连通；

所述流动控制电路用于控制所述流动控制阀驱动器工作，所述流动控制阀驱动器通过所述传动机构驱动所述阀芯与所述阀座的相对运动，从而将所述地层中的流体或气体开采至所述分支井眼的完井管柱内。

10.根据权利要求9所述的油气井分支井段流动测控系统，其特征在于，所述分支井眼的完井管柱进一步包括防砂组件；

所述防砂组件位于所述阀座上的开口与所述地层之间，用于过滤所述地层中流体或气体中的杂质。

11.根据权利要求1所述的油气井分支井段流动测控系统，其特征在于，所述分支井眼流动测控装置包括温度检测模块，所述温度检测模块用于检测所述分支井眼的完井管柱内的温度。

12.根据权利要求11所述的油气井分支井段流动测控系统，其特征在于，所述温度检测模块为测温光纤或若干个温度传感器；

当所述温度检测模块为测温光纤时，所述测温光纤沿所述分支井眼的完井管柱的轴向布设于所述分支井眼的完井管柱内；

当所述温度检测模块为若干个温度传感器时，各温度传感器沿所述分支井眼的完井管柱的轴向依次布设在所述分支井眼的完井管柱内。

13.一种利用权利要求1所述的油气井分支井段流动测控系统的油气井分支井段流动测控方法，其特征在于，所述方法包括，

所述井口端控制设备通过所述主井眼通讯线缆发送所述分支井眼流动测控装置的控制信号；

所述主井眼通讯线缆将所述控制信号传输给所述主井眼无线信号收发装置；

所述主井眼无线信号收发装置将所述控制信号通过无线的方式发送给所述分支井眼无线信号收发装置；

所述分支井眼无线信号收发装置接收所述控制信号，并通过所述分支井眼通讯线缆将所述控制信号发送给所述分支井眼流动测控装置；

所述分支井眼流动测控装置根据所述控制信号对所述分支井眼内的高压流体和/或高压气体进行监测或控制。

14.一种计算机设备，包括存储器、处理器、以及存储在所述存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现权利要求13所述的方法。

15.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被计算机设备的处理器运行时，执行权利要求13所述的方法。