CN201013309Y - 一种用于油层找、堵水的井下压电控制开关 - Google Patents

Abstract

一种用于油层找、堵水的井下压电控制开关。解决现有找水方法不能找准各个小油层在正常生产状态下含水和产液能力的问题。其特征在于：偏心上接头(1)上开有一个注水导管(3)，开关内固定电池筒(6)、压力传感器(7)、控制器(9)、电动机(8)以及开关阀(5)，其中与压力传感器(7)所在位置对应的外套筒(10)上开有压力导入孔(13)，与开关阀(5)的进水口所在位置对应的定位管(4)的管壁上开有带螺纹的通孔，所述开关阀(5)的进水口与定位管(4)通过该通孔作螺纹联结，所述电动机(8)的轴与开关阀(5)的转动轴相联结，开关阀(5)的出水口与注水导管(3)相连通。可实现在正常泵抽状态下获得任意层段的产量和含水数据的功能。

Description

一种用于油层找、堵水的井下压电控制开关

技术领域：

本实用新型涉及油田上用于完成油层找、堵水的一种装置，具体的说是涉及一种与其它设备配合使用后能够实现油层找、堵水的井下压电控制装置。

背景技术：

油田注水开发中后期，对高含水井和高含水暂闭井进行治理，可进一步挖掘剩余油，减少注入水无效循环，控制开发成本，控制含水上升，具有很高的经济效益和社会效益。高含水井治理的前提是找准各个小层的正常生产状态下的含水和产液能力。目前常用的找水方法是在自喷生产状态下井温法找水和阻抗式过环空综合找水。但是这两种方法在应用中都存在较大的局限性，对于井温法找水法，由于自喷生产状态与现在普遍的泵抽生产状态相比差别较大，因此找水误差值也较大。对于过环空找水法，虽然能够实现生产状态下测试，但对于绝大多数由大泵生产的高含水井则无法采用。

实用新型内容：

为了解决现有的找水方法不能找准各个小油层在正常生产状态下含水和产液能力的问题，本实用新型提供一种用于油层找、堵水的井下压电控制开关，该种井下压电控制开关与其它设备配合使用后能够实现在正常泵抽状态下获得任意层段的产量和含水数据的功能。

本实用新型的技术方案是：该种用于油层找、堵水的井下压电控制开关，包括偏心上接头、验封定位管、定位管以及外套筒、下接头，其中在所述偏心上接头上开有一个注水导管，验封定位管与定位管垂直联结后固定于偏心上接头、外套筒与下接头联结后构成的腔体内，所述腔体的内壁与定位管外壁之间有环空，此环空被绝缘隔板分割为五个独立空间，所述独立空间内分别固定电池筒、压力传感器、控制器、电动机以及开关阀。其中与压力传感器所在位置对应的外套筒上开有压力导入孔，与开关阀的进水口所在位置对应的定位管的管壁上开有带螺纹的通孔，所述开关阀的进水口与定位管通过该通孔作螺纹联结，所述电动机的轴与开关阀的转动轴相联结，开关阀的出水口与注水导管相连通。所述电池筒通过电缆为电动机供电，所述压力传感器测得压力信号后通过信号电缆输送至控制器的压力信号输入端，所述控制器由放大器、位置编码器、微处理器以及固态继电器构成，其中放大器、位置编码器的输出端依次联结于微处理器的数据输入端，所述放大器的正输入端作为控制器的压力信号输入端，所述微处理器的控制信号输出端连接至固态继电器的启动信号输入端，此固态继电器中启动后导通的控制信号输出端作为接入电动机供电回路中的控制端，所述位置编码器上的位置感应开关固定于开关阀的转动轴承上。

本实用新型具有如下有益效果：将本方案中所述的井下压电控制开关与丢手接头、油管、封隔器、丝堵等联结后就可以构成一个压电控制工艺管柱，也就是说用封隔器将油层分隔成若干层段，每个层段内均对应有一个压电控制开关。这样就可以通过地面控制打压的幅度和间隔时间向井下任意层段发出开启、关闭或任意设定嘴径分层配产的指令，由该开关内的微处理器按照预先设定的程序控制电动机带动开关阀转动，从而实现对井下任意层段的开关状态的有效控制，应用本方案可实现在正常泵抽状态下获得任意层段的产量和含水数据的功能。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中控制器部分的原理图。

图中1-偏心上接头，2-验封定位管，3-注水导管，4-定位管，5-开关阀，6-电池筒，7-压力传感器，8-电动机，9-控制器，10-外套筒，11-下接头，12-腔体，13-压力导入孔。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

由图1所示，该种用于油层找、堵水的井下压电控制开关，包括偏心上接头1、验封定位管2、定位管4以及外套筒10、下接头11，其中在所述偏心上接头1上开有一个注水导管3，验封定位管2与定位管4垂直联结后固定于偏心上接头1、外套筒10与下接头11联结后构成的腔体12内，所述腔体12的内壁与定位管4外壁之间有环空，此环空被绝缘隔板分割为五个独立空间，所述独立空间内分别固定有电池筒6、压力传感器7、控制器9、电动机8以及开关阀5。其中与压力传感器7所在位置对应的外套筒10上开有压力导入孔13，与开关阀5的进水口所在位置对应的定位管4的管壁上开有带螺纹的通孔，所述开关阀5的进水口与定位管4通过该通孔作螺纹联结，所述电动机8的轴与开关阀5的转动轴相联结，开关阀5的出水口与注水导管3相连通，这样，就可以使得定位管4中的液体可以在开关阀5的控制下通过注水导管3流出或流入。所述电池筒6通过电缆为电动机8供电，所述压力传感器7测得压力信号后通过信号电缆输送至控制器8的压力信号输入端，所述控制器9如图2所示，由放大器、位置编码器、微处理器以及固态继电器构成，其中放大器、位置编码器的输出端依次联结于微处理器的数据输入端，所述放大器的正输入端作为控制器9的压力信号输入端，所述微处理器的控制信号输出端连接至固态继电器的启动信号输入端，此固态继电器中启动后导通的控制信号输出端作为接入电动机8供电回路中的控制端，所述位置编码器上的位置感应开关固定于开关阀5的转动轴承上，由此可以感知开关阀的开关程度。

在控制器9中运行微机通讯软件，以USB接口对控制器微处理机芯片进行操作，将层段号、控制压力及控制编码等信息输入微处理芯片内的存贮器中。当控制器工作时将根据内存信息运行其程序，判断压力传感器7接收到的信息。传感器感受到的压力信号经放大器放大后送入微处理器进行处理。当判定接收到的信号为真时，向电动机发出驱动信号，并测量位置编码器输出的位置信号。当与地面发送的控制指令相吻合后停止电机驱动并定位。当判断出压力传感器接收到的信号为假时，作干扰信号处理，等待下一组信号到来。

地面控制井下任意层段的压电控制开关开启、关闭或任意设定嘴径分层配产的工艺方法是：从井口向井内打压，产生一种特殊的压力码，井下的压电控制开关接受到压力码后通过信息处理，控制微电机动作，将工作筒上的开关器调整工作状态即开启、关闭或任意设定嘴径分层配产。在下井前连接PC机与压控开关工具，用专用的通讯软件根据施工要求将层段号、控制压力等参数输入到微处理器中，预先设定好开启或关闭的指令，只有当井口打压产生的压电信号与预先设定的指令一致时，压电控制开关才开始动作完成开启或关闭。由于控制指令是由压力和时间构成的不同间隔的组合波，故可精确地对井下压电开关实现一对一的可靠控制。由于设定的启动压力低，因此对于大多数采油井都能够连续稳定的达到启动压力值。动作程序为：三次井口打压≥5MPa稳压A分钟，卸压间隔B分钟，C号层接到动作指令信号，再打压4分钟。通过压电信号可以在地面任意控制每个层位的开启和关闭。

下面是一个在庆中52-522井具体实施的例子：

将庆中52-522井分为4个层段，下井前预先设定每个层位的打开、关闭指令间隔时间。使用堵水封隔器将该井封隔成4个层段，每个层段内下入压电控制开关，投送管柱丢手后下泵生产。

首先打开1号层位生产，具体操作工艺为：水泥车管线连接在套管闸门上，打压5MPa以上，2min后使用水泥车放空闸门放掉压力，间隔2min后再使用水泥车打压5MPa以上，2min后使用水泥车放空闸门放掉压力，间隔2min，共计3次，使用水泥车打压5MPa以上，2min后使用水泥车放空闸门放掉压力，为打开命令。生产几天后通过井口计产和取样化验含水，得出1号层位的产量和含水数据。然后关闭1号层位，打开2号层位生产，得出2号层位的产量和含水数据。直至得到各个层位的产量和含水数据。最后将生产层位打开生产，将含水较高的层位关闭即不打开生产，也就是找水堵水的全过程。

压电控制开关压力码设定情况及找水结果如表一。

压力码设定	开关状态	日产液(t)	含水(％)
				层位指令信号三次打压时间8min间隔时间8min，打开指令信号打压时间8min	打开4号层	6(间抽)	60％
层位指令信号三次打压时间2min间隔时间2min，打开指令信号打压时间2min	打开1号层	83	97.6％
				层位指令信号三次打压时间2min间隔时间2min，关闭指令信号打压时间8min	关闭1号层	不够抽	60％
层位指令信号三次打压时间8min间隔时间2min，打开指令信号打压时间2min	打开3号层	37	88％

层位指令信号三次打压时间2min间隔时间8min，打开指令信号打压时间2min	打开2号层	65	92.3％
				层位指令信号三次打压时间2min间隔时间8min，关闭指令信号打压时间8min	关闭2号层	37	88％

表一

依据找水结果，打开3、4号层生产，关闭1号层。堵水前后对比，日降液73t，含水下降9.4个百分点。堵水效果见表二。

措施对比	日产液(t)	日产油(t)	含水(％)	抽油机参数
					措施前	110	2	97.4	φ70泵、4.2米、8次
措施后	37	5	88	φ56泵、3米、6次
					措施前后对比	-73	+3	-9.4

表二

应用这种压电控制开关找水，比在自喷生产状态下井温法找水和阻抗式过环空综合找水虽然费用高，但结果准确，数据直接可靠。此外，在这种管柱下可以直接利用压电控制开关堵水，节省了施工费用，堵水效果好。

Claims (1)

1.一种用于油层找、堵水的井下压电控制开关，包括偏心上接头(1)、验封定位管(2)、定位管(4)以及外套筒(10)、下接头(11)，其特征在于：所述偏心上接头(1)上开有一个注水导管(3)，验封定位管(2)与定位管(4)垂直联结后固定于偏心上接头(1)、外套筒(10)与下接头(11)联结后构成的腔体(12)内，所述腔体(12)的内壁与定位管(4)外壁之间有环空，此环空被绝缘隔板分割为五个独立空间，所述独立空间内分别固定电池筒(6)、压力传感器(7)、控制器(9)、电动机(8)以及开关阀(5)，其中与压力传感器(7)所在位置对应的外套筒(10)上开有压力导入孔(13)，与开关阀(5)的进水口所在位置对应的定位管(4)的管壁上开有带螺纹的通孔，所述开关阀(5)的进水口与定位管(4)通过该通孔作螺纹联结，所述电动机(8)的轴与开关阀(5)的转动轴相联结，开关阀(5)的出水口与注水导管(3)相连通；

所述电池筒(6)通过电缆为电动机(8)供电；

所述压力传感器(7)测得压力信号后通过信号电缆输送至控制器(9)的压力信号输入端；

所述控制器(9)由放大器、位置编码器、微处理器以及固态继电器构成，其中放大器、位置编码器的输出端依次联结于微处理器的数据输入端，所述放大器的正输入端作为控制器(9)的压力信号输入端，所述微处理器的控制信号输出端连接至固态继电器的启动信号输入端，此固态继电器中启动后导通的控制信号输出端作为接入电动机(8)供电回路中的控制端；

所述位置编码器上的位置感应开关固定于开关阀(5)的转动轴承上。

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