CN117605444B - 一种高温智能配水器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温智能配水器，包括：过流体、连接盒、流量测量短节、流量调控短节和主控短节；其中，连接盒可拆卸地安装于过流体；流量测量短节、流量调控短节和主控短节分别可拆卸地安装于连接盒；流量调控短节包括流量调控结构和内置的流量调控电路；流量调控结构连通过流体和流量测量短节；流量测量短节内置流量测量电路；主控短节内置主控电路；流量测量电路、流量调控电路和主控电路于连接盒内电连接实现智能配水，且所用元器件是通过老化试验筛选出的，老化试验的通过标准包括：在200℃的高温下连续工作大于194天。本发明提高了智能配水器的生产和维护的便捷性，且适用于175℃以上的高温工作环境。
Description
技术领域
本发明属于石油勘探领域，具体涉及一种高温智能配水器。
背景技术
我国大部分油田属于陆相沉积的非均质多油层砂岩油田，多油层的油田存在层间、层内、平面三大差异，高产油的油田容易出现过早见水的问题，因此需要根据油层具体的分层情况研发与之相配套的分层采油工艺和分层注水工艺。其中，通过对各个油层间结构与层内结构的调整进行厚油层与薄油层的进一步开采的做法称为水驱工艺，其通过控制每层的注水量与剩余油量达到一个相应的准度，实现对剩余油量的精细、充分开采。
水驱工艺需要进行分层注水，配水器是调整各油层水注入量的专用工具。目前常规的配水器通常将流量调控模块、流量测量模块等功能模块安插在配水器的中心过流管与外层保护筒之间的间隙中，导致配水器的生产和维护均有较多不便。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的上述问题，本发明提供了一种高温智能配水器。
本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
一种高温智能配水器，包括：过流体、连接盒、流量测量短节、流量调控短节和主控短节；其中，
所述连接盒可拆卸地安装于所述过流体；所述流量测量短节、所述流量调控短节和所述主控短节分别可拆卸地安装于所述连接盒；
所述流量调控短节包括流量调控结构和内置的流量调控电路；所述流量调控结构连通所述过流体和所述流量测量短节；所述流量测量短节内置流量测量电路；所述主控短节内置主控电路；
所述流量测量电路、所述流量调控电路和所述主控电路于所述连接盒内电连接实现智能配水；
其中，所述流量测量电路、所述流量调控电路和所述主控电路中使用的元器件均是按照下述方式筛选得到的：
根据所述流量测量电路、所述流量调控电路和所述主控电路中需用到元器件的类型，选取标称结温在175℃以上的元器件；
对选取的元器件进行老化试验，以利用通过所述老化试验的元器件搭建所述流量测量电路、所述流量调控电路和所述主控电路；
其中，所述老化试验的通过标准包括：元器件在200℃的高温下连续工作大于194天。
可选地，所述高温智能配水器还包括：电缆接头；
所述电缆接头可拆卸地安装于所述连接盒；
所述电缆接头于所述连接盒内电连接所述流量测量电路、所述流量调控电路和所述主控电路，以通过外接电缆为所述流量测量电路、所述流量调控电路和所述主控电路供电。
可选地，所述流量测量短节、所述流量调控短节、所述主控短节和所述电缆接头分别通过插装或螺纹连接的方式安装于所述连接盒。
可选地，所述流量调控结构包括：T型阀块和流量调控单元；
所述T型阀块分别连通所述过流体和所述流量调控单元；所述流量调控单元连通所述流量测量短节；
所述T型阀块与所述过流体通过螺钉实现连接。
可选地，所述老化试验包括：温度循环试验、功率老化试验、震动试验和冲击试验。
可选地，所述流量测量短节的内部设有一孔板；
所述流量测量电路，包括：信号采集板、第一压力传感器和第二压力传感器；
其中，所述第一压力传感器用于检测进入所述孔板前的水流所产生的压力，所述第二压力传感器用于检测经过所述孔板后的水流所产生的压力；所述信号采集板用于对所述第一压力传感器和所述第二压力传感器所检测的压力做差，根据压力差得到流量测量数据，并将所述流量测量数据发送至所述主控电路。
可选地，所述流量测量电路还包括：温度传感器；
所述信号采集板还用于将所述温度传感器检测的温度发送至所述主控电路。
可选地，所述过流体包括：上接头、下接头和过流体主体；其中，
所述上接头和所述下接头的内部均设有与外接管道同心的第一过流孔；所述过流体主体的侧壁设有凹槽，所述连接盒、所述流量测量短节、所述流量调控短节和所述主控短节均位于所述凹槽内；所述过流体主体的内部设有用以避让所述凹槽且与所述外接管道偏心的第二过流孔；所述第二过流孔连通两个所述第一过流孔。
可选地，所述流量测量短节、所述流量调控短节、所述主控短节以及所述电缆接头与所述连接盒的安装连接处均使用密封圈进行密封。
本发明提供的高温智能配水器，包括：过流体、连接盒、流量测量短节、流量调控短节和主控短节；其中，连接盒可拆卸地安装于过流体；流量测量短节、流量调控短节和主控短节分别可拆卸地安装于连接盒；流量调控短节包括流量调控结构和内置的流量调控电路；流量调控结构连通过流体和流量测量短节；流量测量短节内置流量测量电路；主控短节内置主控电路；流量测量电路、流量调控电路和主控电路于连接盒内电连接实现智能配水。其中，本发明使用连接盒将高温智能配水器包含的各功能短节与过流体进行了模块分离，由此各功能短节、连接盒以及过流体均可以独立生产，且可以独立维护，模块移植性好，支持现场拆装，因此本发明相较于现有配水器提高了生产和维护的便捷性。此外，本发明还可以支持功能短节的扩展。并且，本发明通过老化试验筛选了能在200℃的高温下连续工作大于194天的元器件来搭建流量测量电路、流量调控电路和主控电路，使得本发明提供的高温智能配水器能够适用于175℃以上的高温工作环境。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种高温智能配水器的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的另一种高温智能配水器的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的又一种高温智能配水器的结构示意图；
图4是本发明实施例提供一种高温智能配水器中使用的电路结构示意图；
图5是本发明实施例中为筛选高温智能配水器中使用的元器件而确定老化试验的通过标准的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
为了提高配水器的生产和维护的便捷性，本发明实施例提供了一种高温智能配水器，如图1所示，该高温智能配水器包括：过流体1、连接盒2、流量测量短节4、流量调控短节3和主控短节5。
其中，连接盒2可拆卸地安装于过流体1；流量测量短节4、流量调控短节3和主控短节5分别可拆卸地安装于连接盒2；流量调控短节3包括流量调控结构和内置的流量调控电路；流量调控结构连通过流体1和流量测量短节4；流量测量短节4内置流量测量电路；主控短节5内置主控电路；流量测量电路、流量调控电路和主控电路于连接盒2内电连接实现智能配水。
具体的，过流体1包括：上接头、下接头和过流体主体。其中，上接头和下接头分别位于过流体主体的两端，它们的内部均设有与外接管道同心的第一过流孔8，以便将外部管道中的水引入到过流体主体中，如图3所示。相应的，连接盒2具体是可拆卸地安装于过流体主体上；流量调控短节3包括的流量调控结构连通的是该过流体主体与流量测量短节4。
优选地，参见图3所示，过流体主体的侧壁可以设有凹槽7，连接盒2、流量测量短节4、流量调控短节3和主控短节5均位于该凹槽7内；相应的，过流体主体的内部可以设有用以避让该凹槽7且与外接管道偏心的第二过流孔9；该第二过流孔9连通上接头和下接头内部的两个第一过流孔8。
其中，凹槽7的作用一方面在于为安装连接盒2、流量测量短节4、流量调控短节3和主控短节5提供平整的平面，另一方面则是将连接盒2、流量测量短节4、流量调控短节3和主控短节5保护在凹槽7中，避免磕碰。此外，在实际的配水器中，第二过流孔9和第一过流孔8沿水流方向的投影都是圆形，这两个圆形内切，其中较小的圆形是第二过流孔9的投影，较大的圆形是第一过流孔8的投影，较小的圆形的直径需要确保能够使一些常用的井下设备通过。
流量测量短节4、流量调控短节3和主控短节5可分别通过插装或螺纹连接的方式安装于连接盒2，这两种安装方式都很有利于功能短节的拆装，为维护高温智能配水器提供了便利。连接盒2可以通过螺栓安装于过流体1，这种安装方式同样也很便于拆装维护。
由于流量调控结构连通过流体1，故流经过流体1的水流会有一部分从流量调控结构的入水口进入到流量调控结构中，通过控制流量调控结构的出水口的大小，可以对从该出水口流出的水流的流量实现调控，从而有效控制进入地层的水流的流量；同时，由于流量测量短节4连通流量调控结构，故流量测量短节4可以对流经流量调控结构的水流进行流量测量。
在一种优选实现方式中，为了使流量测量短节4和流量调控短节3在结构上更加独立，可以在流量测量短节4和流量调控短节3之间设置一个连通机构，例如设置一个连通管，这样既不影响流量测量短节4对流经流量调控短节3的水流进行流量测量，也确保了流量测量短节4和流量调控短节3两者各自在结构上的独立性。
其中，流量调控结构包括：水流引入引出单元和流量调控单元31；该水流引入引出单元分别连通过流体1和流量调控单元31，用于将流经过流体1的水流引入到流量调控单元31中，以及将水流引出至流量测量短节4。流量调控单元31则用于具体实现流量调控。
示例性的，参见图2和图3所示，流量调控结构可以包括：T型阀块32和流量调控单元31，图3中未示出流量调控单元31；该T型阀块32作为水流引入引出单元分别连通过流体1和流量调控单元31；该流量调控单元31连通流量测量短节4；该T型阀块32与过流体1通过螺钉实现连接。
具体而言，参见图3所示，T型阀块32的下端连通过流体1，上端连通流量调控单元31，这样流经过流体1的水流便可以通过T型阀块32进入到流量调控单元31中。同时，流量调控单元31连通流量测量短节4，故而流量测量短节4可以对流经该流量调控单元31的水流的流量进行测量。
在实际的配水器中，流量调控电路可以包括高温无刷电机和电机控制板，如图4所示；流量调控单元31可以包括丝杠螺母、阀芯和霍尔传感器；其中，电机控制板工作在从模式下，在该电机控制板的控制下，高温无刷电机转动，带动丝杠螺母转动，丝杠螺母带动阀芯移动；同时，霍尔传感器检测丝杠螺母转动的圈数，电机控制板根据霍尔传感器的检测数据推算丝杠螺母所带动的阀芯位置，该阀芯位置决定着流量调控单元31的出水口的开度大小，从而控制注入到地层的水量大小，实现流量调控。此外，电机控制板除了要对高温无刷电机进行控制外，还可以对高温无刷电机进行信号采集，并将所采集的信号作为高温无刷电机的工作状态信号发送至主控电路，从而实现对高温无刷电机的工作状态的监控。
需要说明的是，关于流量调控单元31的具体结构组成非本发明实施例的改进点，更具体的实现方式可参见现有配水器中的相关流量调控机构，本发明实施例不做进一步的赘述。
关于流量测量短节4，它包括流量测量电路以及形成流量测量短节主体的机械结构，该机械结构的作用一方面是将流量测量电路保护在密封壳体中，另一方面是实现与连接盒2之间的连接，以及将水流引入到流量测量电路的检测点处进行测量。
在一种实现方式中，流量测量短节4中的流量测量电路可以包括信号采集板和流量传感器，该流量传感器用于检测流经该流量调控单元31的水流的流量，该信号采集板用于将流量传感器的测量数据发送至主控电路，例如可以通过SPI(Serial PeripheralInterface，同步串行总线)将测量数据发送至主控电路。
在另一种实现方式中，流量测量短节4的内部可以设有一孔板；也即流量测量短节4的机械结构内部可以设置一孔板。相应的，如图4中所示的，流量测量电路，可以包括：信号采集板、第一压力传感器和第二压力传感器；其中，第一压力传感器用于检测进入孔板前的水流所产生的压力，第二压力传感器用于检测经过孔板后的水流所产生的压力；信号采集板用于对第一压力传感器和第二压力传感器所检测的压力做差，根据压力差得到流量测量数据，将流量测量数据发送至主控电路。这里，流量测量短节4采用差压式的流量测量方式，可以得到更为准确的流量测量数据。
可选地，在上面两种关于流量测量电路的实现方式的基础上，流量测量电路还可以进一步包括：温度传感器；相应的，信号采集板还可以用于将该温度传感器检测的温度发送至主控电路。
主控短节5包括主控电路以及形成主控短节主体的机械结构，该机械结构的作用一方面是将主控电路保护在密封壳体中，另一方面是实现与连接盒2之间的连接。
基于图4所示的电路结构，流量测量短节4中的流量测量电路将测量数据发送至主控电路，主控电路根据该测量数据判断是否需要进行流量调控，如果需要进行流量调控，则通过流量调控短节3中的流量调控电路控制流量调控结构工作，实现流量调控。
可以理解的是，主控电路的具体功能主要是与流量调控短节3、流量测量短节4进行通信，对从流量调控短节3、流量测量短节4获取的数据进行分析、处理，并控制流量调控短节3进行流量控制。其中，对数据进行分析、处理的具体过程和控制逻辑非本发明实施例的改进点，可参见现有智能配水器的相关技术，本发明实施例不再赘述。此外，主控电路还可以与上位机通讯，从而将高温智能配水器内部的数据上传至上位机，以及接收上位机发出的指令，并按照指令执行相应的操作，例如对上位机发出的启动指令、暂停指令、查询指令进行响应。
本发明实施例使用连接盒2将高温智能配水器包含的各功能短节与过流体1进行模块分离，由此各功能短节、连接盒2以及过流体1均可以独立生产，且可以独立维护，模块移植性好，支持现场拆装，因此提高了对配水器的生产和维护的便捷性。
此外，本发明还可以支持功能模块的扩展。具体而言，当需要在高温智能配水器中增加新的功能短节时，只需将该功能短节同前述的流量测量短节4、流量调控短节3和主控短节5一样安装在连接盒2上即可，而无需对高温智能配水器的内部结构进行重新布局。
在一种可选实现方式中，连接盒2的内部可以设有电池单元；由此，便可以利用该电池单元为流量测量电路、流量调控电路和主控电路供电。
在另一种可选实现方式中，如图2所示，本发明实施例提供的高温智能配水器还可以包括：电缆接头6；该电缆接头6可拆卸地安装于连接盒2；该电缆接头6于连接盒2内部电连接流量测量电路、流量调控电路和主控电路，以通过外接电缆为流量测量电路、流量调控电路和主控电路供电。
优选地，流量测量短节4、流量调控短节3、主控短节5以及电缆接头6与连接盒2的安装连接处均可以使用密封圈进行密封，从而提升高温智能配水器的密封可靠性。其中，密封圈优选使用耐高温材料制得，以便提升高温智能配水器在高温高压环境下的使用寿命。
此外，在实际的高温智能配水器中，电缆接头6还可以采用三重密封的方式来保证高温高压环境下电缆密封的可靠性。具体而言，电缆通常是钢管电缆，因此第一重密封是在电缆接头6处采用锥面卡环对钢管电缆的钢管外壳形成金属密封，这种密封方式的耐压耐腐蚀性最佳；第二重密封是在金属密封的内部再用两道密封圈对钢管外壳进行弹性密封，提高可靠性和容错性。第三重密封是在钢管电缆头最内侧使用橡胶制成的胶帽，其一端与钢管电缆去掉钢制外壳后的缆芯涨紧，另一端与电缆接头6处使用的单芯连接器的外圆涨紧，形成最后一道耐压密封屏障。
本发明实施例中，为了提升高温智能配水器在高温高压环境下的使用寿命，上述流量测量电路、流量调控电路和主控电路中使用的元器件均是按照下述方式进行筛选得到：
(1)根据流量测量电路、流量调控电路和主控电路中需用到元器件的类型，选取标称结温在175℃以上的元器件，例如全部选取称结温为175℃的元器件，或者全部选取称结温为200℃的元器件，或者选取一部分标称结温为175℃的元器件，其余部分选取标称结温为200℃的元器件，这都是可以的；
(2)对选取的元器件进行老化试验，以利用通过老化试验的元器件搭建流量测量电路、流量调控电路和主控电路；
其中，老化试验的通过标准包括：元器件在200℃的高温下连续工作大于194天。
可以理解的是，整机或设备的高温性能很大程度取决于元器件的高温性能，因此本发明实施例在将元器件应用到高温智能配水器中之前，通过开展老化试验尽可能排除存在潜在缺陷的元器件。
上述老化试验的具体实验项目存在多种。示例性的，老化试验可以包括：温度循环试验、功率老化试验、震动试验和冲击试验。或者，也可以从这里示出的四种老化试验项目中选取一种或多种作为本发明实施例中的老化试验，这都是可以的。
本发明实施例中，与现有技术中开展老化试验的实验条件和通过标准均有所不同。具体而言，现有技术中开展老化试验的环境温度通常参考的是元器件所在系统或设备的高温环境温度，一般来说40℃~65℃是较为常见的。部分系统或设备也有在65℃~125℃下开展高温可靠性测试的需求，但高温可靠性测试不同于老化试验，前者通常仅以24小时或48小时为限，并不会在异常高温下要求系统或设备长期运行。
而本发明实施例中开展老化试验的环境温度高达200℃，且要求器件此温度下连续工作大于194天。
根据阿伦尼乌斯方程，化学反应速率随着温度的升高而加快，这是因为高温会增加粒子的活动能力，使其更容易发生化学反应，这一结论揭示了化学反应速率与温度的关系。因此，在高温下开展老化试验能够加速元器件内部的电化学反应。
可以理解的是，如果元器件在200℃下可连续工作大于194天，一方面足以说明元器件的耐高温性能是满足要求的，另一方面也说明元器件并无潜在的缺陷，因为194天的老化时长已经足以暴露各种元器件潜在的缺陷。由此，通过让元器件在200℃下连续工作大于194天，来间接筛选能够在175℃下连续工作3年的元器件。这里，175℃是常见的耐高温级元器件的技术规格书中所记载的器件标称结温，仅根据此项数据是无法确定元器件是否能在175℃下连续工作3年以上的，因此本发明实施例的发明人采用了一套方法流程来确定老化试验的通过标准，参见图5所示，该方法流程包括：
(1)参数选择：将元器件布置在实验电路中，选取对温度应力较为敏感的一项或多项关键参数作为元器件的退化敏感参数；例如对于MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)来说，可以选取其定时器、ADC(Analog-to-Digital Converter,模拟数字转换器)、PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)输出、SPI、UART(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，通用异步收发传输器)等功能外设的功能是否正常的情况作为MCU的退化敏感参数。
(2)温度加速度应力实验：利用上述实验电路进行温度加速度应力实验，实验过程中给电路施加一定的温度应力。
(3)数据采集：在进行温度加速度应力实验的过程中，定期记录实验电路的退化敏感参数。
(4)数据拟合：通过分析所采集的退化敏感参数，利用数据拟合的方式，预测出实验电路在该温度应力条件下的寿命。
(5)根据10℃法则求出实验电路在相对于步骤2中的温度应力更低的温度条件下的寿命。
按照上述步骤(1)~(5)，通过调整步骤2中的温度应力，确定了在200℃的温度应力下元器件的寿命约为4646小时=194天，然后根据10℃法则推算出元器件在175℃可长期连续工作3年，满足实际使用需求，因此最终将200℃下连续工作194天作为老化试验的通过标准。
本发明实施中，通过开展老化试验来筛选耐高温、可靠性高的元器件，能够提前发现潜在问题和缺陷，大大节省了高温智能配水器整机测试阶段的时间和成本，且避免在实际应用中造成损失和风险。
综上，本发明实施例提供的高温智能配水器，能够在175℃条件长期工作，长期监测井下流量、温度、注水压力和地层压力，可以获得每个地层累计注入水总量；可以实时监测每层地层注水量的大小，并自动控制出水口开度，将注水量控制在允许的误差内，具有较高的实用性，且易于生产和维护，容易对功能短节的数量和类型进行扩展。
需要说明的是，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。
尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述，然而，在实施所要求保护的本发明过程中，本领域技术人员通过查看所述附图以及公开内容，可理解并实现实施例的其他变化。在本发明的描述中，“包括”一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外,相互不同的实施例中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种高温智能配水器，其特征在于，包括：过流体、连接盒、流量测量短节、流量调控短节和主控短节；其中，
所述连接盒可拆卸地安装于所述过流体；所述流量测量短节、所述流量调控短节和所述主控短节分别可拆卸地安装于所述连接盒；
所述流量调控短节包括流量调控结构和内置的流量调控电路；所述流量调控结构连通所述过流体和所述流量测量短节；所述流量测量短节内置流量测量电路；所述主控短节内置主控电路；
所述流量测量电路、所述流量调控电路和所述主控电路于所述连接盒内电连接实现智能配水；
其中，所述流量测量电路、所述流量调控电路和所述主控电路中使用的元器件均是按照下述方式筛选得到的：
根据所述流量测量电路、所述流量调控电路和所述主控电路中需用到元器件的类型，选取标称结温在175℃以上的元器件；
对选取的元器件进行老化试验，以利用通过所述老化试验的元器件搭建所述流量测量电路、所述流量调控电路和所述主控电路；
其中，所述老化试验的通过标准包括：元器件在200℃的高温下连续工作大于194天；
所述流量调控结构包括：T型阀块和流量调控单元；所述T型阀块分别连通所述过流体和所述流量调控单元；所述流量调控单元连通所述流量测量短节；所述T型阀块与所述过流体通过螺钉实现连接；
所述过流体包括：上接头、下接头和过流体主体；其中，所述上接头和所述下接头的内部均设有与外接管道同心的第一过流孔；所述过流体主体的侧壁外侧设有凹槽，所述连接盒、所述流量测量短节、所述流量调控短节和所述主控短节均位于所述凹槽内；所述过流体主体的内部设有用以避让所述凹槽且与所述外接管道偏心的第二过流孔；所述第二过流孔连通两个所述第一过流孔。
2.根据权利要求1所述的高温智能配水器，其特征在于，还包括：电缆接头；
所述电缆接头可拆卸地安装于所述连接盒；
所述电缆接头于所述连接盒内电连接所述流量测量电路、所述流量调控电路和所述主控电路，以通过外接电缆为所述流量测量电路、所述流量调控电路和所述主控电路供电。
3.根据权利要求2所述的高温智能配水器，其特征在于，所述流量测量短节、所述流量调控短节、所述主控短节和所述电缆接头分别通过插装或螺纹连接的方式安装于所述连接盒。
4.根据权利要求1所述的高温智能配水器，其特征在于，所述老化试验包括：温度循环试验、功率老化试验、震动试验和冲击试验。
5.根据权利要求1所述的高温智能配水器，其特征在于，所述流量测量短节的内部设有一孔板；
所述流量测量电路，包括：信号采集板、第一压力传感器和第二压力传感器；
其中，所述第一压力传感器用于检测进入所述孔板前的水流所产生的压力，所述第二压力传感器用于检测经过所述孔板后的水流所产生的压力；所述信号采集板用于对所述第一压力传感器和所述第二压力传感器所检测的压力做差，根据压力差得到流量测量数据，并将所述流量测量数据发送至所述主控电路。
6.根据权利要求5所述的高温智能配水器，其特征在于，所述流量测量电路还包括：温度传感器；
所述信号采集板还用于将所述温度传感器检测的温度发送至所述主控电路。
7.根据权利要求2所述的高温智能配水器，其特征在于，所述流量测量短节、所述流量调控短节、所述主控短节以及所述电缆接头与所述连接盒的安装连接处均使用密封圈进行密封。
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|---|---|
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Citations (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2524873A1 (de) * | 1975-06-04 | 1976-12-16 | Hydril Co | Bohrloch-absperrungsvorrichtung und verfahren zur betaetigung hiervon |
| CN101025078A (zh) * | 2006-02-17 | 2007-08-29 | 于成龙 | 高密封防腐压缩式封隔器 |
| CN101025081A (zh) * | 2006-02-17 | 2007-08-29 | 于成龙 | 恒流防砂防卡偏心配水器 |
| US7325606B1 (en) * | 1994-10-14 | 2008-02-05 | Weatherford/Lamb, Inc. | Methods and apparatus to convey electrical pumping systems into wellbores to complete oil and gas wells |
| CN101294489A (zh) * | 2007-04-23 | 2008-10-29 | 中国石油化工股份有限公司河南油田分公司石油工程技术研究院 | 一种井下管柱受力及位移检测装置 |
| JP2011166406A (ja) * | 2010-02-09 | 2011-08-25 | National Institute For Materials Science | 光電変換素子の光電変換能計測装置と計測方法 |
| CN102235164A (zh) * | 2010-04-22 | 2011-11-09 | 西安思坦仪器股份有限公司 | 注水井双流量自动测调仪 |
| CN102829828A (zh) * | 2011-06-17 | 2012-12-19 | 株式会社堀场Stec | 流量测量装置和流量控制装置 |
| CN103147735A (zh) * | 2013-02-05 | 2013-06-12 | 西安思坦仪器股份有限公司 | 电机驱动式释放器 |
| WO2014005393A1 (zh) * | 2012-07-06 | 2014-01-09 | 西南石油大学 | 测调联动系统及其操作工艺 |
| CN105181255A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-12-23 | 方明丰 | 门窗性能检测系统 |
| CN107270982A (zh) * | 2016-02-27 | 2017-10-20 | 山东大学（威海） | 一种测量装置移动的气流测量实验装置 |
| CN108518199A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-09-11 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | 机械式免钻分级箍及其使用方法 |
| RU2678338C1 (ru) * | 2018-01-10 | 2019-01-28 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Способ снижения водопритока к скважинам |
| CN110080731A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-08-02 | 克拉玛依四维石油科技有限公司 | 双通道式同心大压差井下分层注水调节控制装置 |
| CN212927807U (zh) * | 2020-08-06 | 2021-04-09 | 大庆市瑞东石油科技有限公司 | 一种石油开采用配水器 |
| CN213039262U (zh) * | 2020-09-08 | 2021-04-23 | 西安洛科电子科技股份有限公司 | 一种高可靠性井下智能配水装置 |
| CN112709557A (zh) * | 2019-10-24 | 2021-04-27 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种海上油田安全长效注水管柱及施工方法 |
| CN213928332U (zh) * | 2020-11-26 | 2021-08-10 | 西安思坦仪器股份有限公司 | 一种油井分层配水器 |
| CN214366017U (zh) * | 2021-01-29 | 2021-10-08 | 西安洛科电子科技股份有限公司 | 多参数监测的有缆智能分注仪 |
| CN114737934A (zh) * | 2022-04-06 | 2022-07-12 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种防返吐可调配水器 |
| CN217055116U (zh) * | 2021-11-29 | 2022-07-26 | 西安思坦仪器股份有限公司 | 一种高可靠模块化注水井测调工作筒 |
| CN115126457A (zh) * | 2022-08-30 | 2022-09-30 | 东营市正能石油科技有限公司 | 一种井下作业智能配水器及其使用方法 |
| CN115773093A (zh) * | 2022-12-02 | 2023-03-10 | 西安思坦仪器股份有限公司 | 一种注气井的注气系统 |
| CN116413555A (zh) * | 2021-12-31 | 2023-07-11 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种测试胶圈密封隔绝流体导电性的试验装置及方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1892372A1 (en) * | 2006-08-25 | 2008-02-27 | Cameron International Corporation | Flow block |
| CN104246119A (zh) * | 2012-04-18 | 2014-12-24 | 哈利伯顿能源服务公司 | 绕过流动控制装置的设备、系统和方法 |
| CA2938715C (en) * | 2015-08-13 | 2023-07-04 | Packers Plus Energy Services Inc. | Inflow control device for wellbore operations |
| US11719071B2 (en) * | 2019-08-08 | 2023-08-08 | Schlumberger Technology Corporation | System and methodology for monitoring in an injection well |
-
2024
- 2024-01-22 CN CN202410088422.2A patent/CN117605444B/zh active Active
Patent Citations (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2524873A1 (de) * | 1975-06-04 | 1976-12-16 | Hydril Co | Bohrloch-absperrungsvorrichtung und verfahren zur betaetigung hiervon |
| US7325606B1 (en) * | 1994-10-14 | 2008-02-05 | Weatherford/Lamb, Inc. | Methods and apparatus to convey electrical pumping systems into wellbores to complete oil and gas wells |
| CN101025078A (zh) * | 2006-02-17 | 2007-08-29 | 于成龙 | 高密封防腐压缩式封隔器 |
| CN101025081A (zh) * | 2006-02-17 | 2007-08-29 | 于成龙 | 恒流防砂防卡偏心配水器 |
| CN101294489A (zh) * | 2007-04-23 | 2008-10-29 | 中国石油化工股份有限公司河南油田分公司石油工程技术研究院 | 一种井下管柱受力及位移检测装置 |
| JP2011166406A (ja) * | 2010-02-09 | 2011-08-25 | National Institute For Materials Science | 光電変換素子の光電変換能計測装置と計測方法 |
| CN102235164A (zh) * | 2010-04-22 | 2011-11-09 | 西安思坦仪器股份有限公司 | 注水井双流量自动测调仪 |
| CN102829828A (zh) * | 2011-06-17 | 2012-12-19 | 株式会社堀场Stec | 流量测量装置和流量控制装置 |
| WO2014005393A1 (zh) * | 2012-07-06 | 2014-01-09 | 西南石油大学 | 测调联动系统及其操作工艺 |
| CN103147735A (zh) * | 2013-02-05 | 2013-06-12 | 西安思坦仪器股份有限公司 | 电机驱动式释放器 |
| CN105181255A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-12-23 | 方明丰 | 门窗性能检测系统 |
| CN107270982A (zh) * | 2016-02-27 | 2017-10-20 | 山东大学（威海） | 一种测量装置移动的气流测量实验装置 |
| RU2678338C1 (ru) * | 2018-01-10 | 2019-01-28 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Способ снижения водопритока к скважинам |
| CN108518199A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-09-11 | 中国石油集团西部钻探工程有限公司 | 机械式免钻分级箍及其使用方法 |
| CN110080731A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-08-02 | 克拉玛依四维石油科技有限公司 | 双通道式同心大压差井下分层注水调节控制装置 |
| CN112709557A (zh) * | 2019-10-24 | 2021-04-27 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种海上油田安全长效注水管柱及施工方法 |
| CN212927807U (zh) * | 2020-08-06 | 2021-04-09 | 大庆市瑞东石油科技有限公司 | 一种石油开采用配水器 |
| CN213039262U (zh) * | 2020-09-08 | 2021-04-23 | 西安洛科电子科技股份有限公司 | 一种高可靠性井下智能配水装置 |
| CN213928332U (zh) * | 2020-11-26 | 2021-08-10 | 西安思坦仪器股份有限公司 | 一种油井分层配水器 |
| CN214366017U (zh) * | 2021-01-29 | 2021-10-08 | 西安洛科电子科技股份有限公司 | 多参数监测的有缆智能分注仪 |
| CN217055116U (zh) * | 2021-11-29 | 2022-07-26 | 西安思坦仪器股份有限公司 | 一种高可靠模块化注水井测调工作筒 |
| CN116413555A (zh) * | 2021-12-31 | 2023-07-11 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种测试胶圈密封隔绝流体导电性的试验装置及方法 |
| CN114737934A (zh) * | 2022-04-06 | 2022-07-12 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种防返吐可调配水器 |
| CN115126457A (zh) * | 2022-08-30 | 2022-09-30 | 东营市正能石油科技有限公司 | 一种井下作业智能配水器及其使用方法 |
| CN115773093A (zh) * | 2022-12-02 | 2023-03-10 | 西安思坦仪器股份有限公司 | 一种注气井的注气系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 智能测调分注系统的技术要点及应用前景;曹婕;;科技创新与应用;20171231(第10期);第116页 * |
| 空心配水分注技术在大港油田的应用;窦守进;刘丽;李瑞清;孙桂玲;杨海超;郑雪军;;石油钻采工艺;20121120;第34卷(第6期);第104-105页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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