CN205297502U - 一种数字式分注累积流量自动调节系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了数字式分注累积流量自动调节系统，包括上位机和智能配水器，智能配水器内安装有依次电联接的测试装置、中央处理器和调节装置，测试装置采集流量数据并传输给中央处理器，中央处理器将接收的流量数据与存储的配注量对比后，上位机控制中央处理器向调节装置发送配注量调节指令，调节水嘴开度，实现配注调节。本实用新型提供的这种数字式分注累积流量自动调节系统，通过测试装置、调节装置和中央处理器在井下完成流量计量与自动调配工作，摆脱了反复的机械投捞工序，实现了井下智能自动测调功能；数字式分注累积流量自动调节方法可以及时有效的补偿前一周期内注入偏移量，使得分注井满足配注要求，保证了分注井检配合格率。

Description

一种数字式分注累积流量自动调节系统

技术领域

本实用新型属于油气田注水技术领域，具体涉及一种数字式分注累积流量自动调节系统。

背景技术

长期以来，油田注水开发多采用基于堵塞器调节的测试调配工艺，测调过程中需要对堵塞器进行多次投捞作业，而新兴的桥式同心分注技术也需要采用电缆携带测调仪器下井机械操作调配。随着油田开发的深入，分层注水工艺需要对各层流量定期进行测试调配，在满足配注需求的同时，需要掌握注水井各层吸水状况以及各层系统压力变化规律，以便更好地指导合理调配测试周期。而采用钢丝或者电缆操作时，工艺操作的反复投捞次数多、投捞成功率低、调配精度差，当一次测调确定水嘴开度后，井下地质条件变化引起的流量变化量不能实时监测，且要达到配注量只能在下次测调时进行调节。尤其近年来，大斜度井、深井和采出水回注井逐年增多，无论是采用钢丝还是电缆测调，均需要精细的机械式导向、定位、对接来实现投捞测试。同时，受井斜、井深、采出水水质复杂、配水器导向机构和测调仪器加工精度等因素的影响，在复杂井型上的测调难度更大。因此，急需一套实时测试调配系统与方法来提升分层注水的智能化水平。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有分层注水测试调配与流量配注方法测调难度大、调配精度差的问题。

为此，本实用新型提供了一种数字式分注累积流量自动调节系统，包括位于地面的上位机和串接在油管上的智能配水器，智能配水器的壳体内安装有依次电联接的测试装置、中央处理器和调节装置，中央处理器与上位机电联接，测试装置采集智能配水器的流量数据并传输给中央处理器，中央处理器将接收的流量数据与存储的配注量对比后，上位机控制中央处理器向调节装置发送配注量调节指令，调节智能配水器上的水嘴开度；

所述智能配水器内沿轴向设有与油管连通的中心管道，中心管道的外壁与智能配水器的内壁之间形成环空腔体，中央处理器安装在该环空腔体内，环空腔体内沿轴向还设有流量过流通道；

所述中心管道的侧壁上开设有一个过流孔，流量过流通道一端与过流孔连通，另一端导出智能配水器外与油套管环空连通，水嘴是由流量过流通道与油套管环空连通处形成的。

所述测试装置包括安装在流量过流通道内的孔板，孔板的上方和下方位置沿径向分别安装着与流量过流通道连通的导压管，两个导压管之间并联有均与导压管连通的压差传感器、正向单向阀、反向单向阀和波纹管，压差传感器和波纹管上分别安装有感应片，感应片通过电线连接中央处理器。

所述调节装置包括安装在流量过流通道端部的水嘴内侧的活动筒，活动筒的上端通过伸缩杆连接着开启电机，开启电机电联接中央处理器。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的这种数字式分注累积流量自动调节系统，通过测试装置、调节装置和中央处理器在井下完成流量计量与自动调配工作，摆脱了反复的机械投捞工序，实现了井下智能自动测调功能；数字式分注累积流量自动调节方法可以及时有效的补偿前一周期内注入偏移量，使得分注井满足配注要求，保证了分注井检配合格率，对精细注水具有现实的指导意义。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是数字式分注累积流量自动调节系统的信息传输示意图。

图2是数字式分注累积流量自动调节系统的结构示意图。

图3是数字式分注累积流量自动调节系统的工作原理示意图。

图4是数字式分注累积流量自动调节方法的曲线示意图。

附图标记说明：1、测试装置；2、调节装置；3、中央处理器；4、上位机；5、智能配水器；6、中心管道；7、环空腔体；8、流量过流通道；9、过流孔；10、水嘴；11、孔板；12、导压管；13、压差传感器；14、正向单向阀；15、反向单向阀；16、波纹管；17、活动筒；18、伸缩杆；19、开启电机。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，本实用新型提供了一种数字式分注累积流量自动调节系统，包括位于地面的上位机4和串接在油管上的智能配水器5，智能配水器5的壳体内安装有依次电联接的测试装置1、中央处理器3和调节装置2，中央处理器3与上位机4电联接，测试装置1采集智能配水器5的流量数据并传输给中央处理器3，中央处理器3将接收的流量数据与存储的配注量对比后，上位机4控制中央处理器3向调节装置2发送配注量调节指令，调节智能配水器5上的水嘴10开度。

在待调节配注量的注水井口安装好本数字式分注累积流量自动调节系统，将安装有智能配水器的油管下入井内，上位机4位于地面，测试装置1准确测量出智能配水器的流量大小，并将流量数据传输给中央处理器3，中央处理器通过计算、分析流量，对比流量与配注偏差，并发送调节水嘴指令给调节装置2，调节装置2调节水嘴10的开度，以此来控制流量大小，实现配注调节。

如图1和图3所示，所述智能配水器5内沿轴向设有与油管连通的中心管道6，中心管道6的外壁与智能配水器5的内壁之间形成环空腔体7，中央处理器3安装在该环空腔体7内，环空腔体7内沿轴向还设有流量过流通道8；所述中心管道6的侧壁上开设有一个过流孔9，流量过流通道8一端与过流孔9连通，另一端导出智能配水器5外与油套管环空连通，水嘴10是由流量过流通道8与油套管环空连通处形成的。

测试装置1在水嘴10打开后开始工作，智能配水器5每隔一定的时间自动测试流量一次，并将流量数据传输给中央处理器3，中央处理器3将数据存储并对比配注，当流量与配注不符合时，发出指令，将水嘴10的开度调节到配注需求，水嘴10的具体开度，由位于其内侧的活动筒17来决定，活动筒17会用其筒体阻挡来改变水嘴10的的开度，图2和图3中的结构从外部看不同，但其实质上是同一种结构，均是流量过流通道8过液，最后由水嘴10处，由活动筒17来调整开度大小，都有一个旁支的管道来放置开启电机19和伸缩杆18，开启电机19来带动伸缩杆18动作，与伸缩杆18连接的活动筒17便能实现上下动作，实现水嘴10的开度的调节。

本实用新型提供的这种数字式分注累积流量自动调节系统，通过测试装置、调节装置和中央处理器在井下完成流量计量与自动调配工作，摆脱了反复的机械投捞工序，实现了井下智能自动测调功能。

实施例2：

在实施例1的基础上，如图2和图3所示，所述测试装置1包括安装在流量过流通道8内的孔板11，孔板11的上方和下方位置沿径向分别安装着与流量过流通道8连通的导压管12，两个导压管12之间并联有均与导压管12连通的压差传感器13、正向单向阀14、反向单向阀15和波纹管16，压差传感器13和波纹管16上分别安装有感应片，感应片通过电线连接中央处理器3。

正向单向阀14、反向单向阀15和波纹管16均以环状的排布方式排列在环空腔体7中，图中为展开式分布图。

本实施例的这种数字式分注累积流量自动调节系统可同时测得压力和流量数据，其中压差传感器13测压力，波纹管16测流量，孔板11的存在使得流量过流通道8内形成压力差，为压差传感器13测试提供条件，通过导压管12形成连通，使得导压管12内和流量过流通道8环境相同，然后由压差传感器13、波纹管16测得压力和流量数据，正向单向阀14和反向单向阀15能对波纹管16起到保护的作用，利用分流防止管内压力流量过大造成波纹管16的损坏。测得数据后，由安装在压差传感器13和波纹管16上的感应片20转换为信号数据，感应片20通过电线将数据信号传输给中央处理器3进行处理和控制下一步动作。

实施例3：

在实施例1的基础上，如图3所示，所述调节装置2包括安装在流量过流通道8端部的水嘴10内侧的活动筒17，活动筒17的上端通过伸缩杆18连接着开启电机19，开启电机19电联接中央处理器3。

开启电机19带动伸缩杆18伸缩运动，活动筒17在伸缩运动中上下移动；由流量过流通道8经过水嘴10进入油套环空。智能配水器5在中央处理器3的指令下，开启电机19，拖动伸缩杆18伸展运动，使得活动筒17向下运动，打开水嘴10至预设位置，对油气井进行注水；测试装置1在水嘴10打开后启动工作，智能配水器5每隔一定周期自动测试流量一次，并将流量测量数据传输给中央处理器3，中央处理器3将数据存储并对比配注，当流量与配注不符合时，发出指令，将水嘴10的开度调节到配注需求；在正常注水过程中，自动将测试装置1传来的数据存储在中央处理器3中，并随时通过调节装置2完成配注调节，实现智能测试与调节。

数字式分注累积流量自动调节系统的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：将安装有智能配水器5的油管下入井内，测试装置1采集智能配水器5的流量数据并传输给中央处理器3，得到第一测试周期t₁内不同时间点的流量数值，中央处理器3设定第一测试周期t₁的标准配注量为q，流量数值在a₁～b₁内的为合格注入量，其中，a₁=q×1-10%，b₁=q×1+10%；

步骤二：中央处理器3分析得出第一测试周期t₁的累积流量，并计算出第一测试周期t₁内不同时间点的平均流量q₁，与标准配注量q对比，计算q₁和q的差值Δq，如果q₁＞q，则Δq=q₁-q，确定第二测试周期t₂的标准配注量Q，Q=q-Δq；如果q₁＜q，则Δq=q-q₁，确定第二测试周期t₂的标准配注量Q，Q=q＋Δq，然后确定第二测试周期t₂的合格注入量的范围a₂~b₂，其中，a₂=Q×1-10%，b₂=Q×1+10%，上位机4控制中央处理器3向调节装置2发送配注量调节指令，按照标准配注量Q开始第二测试周期t₂的配注；

步骤三：完成第二测试周期t₂的配注后，重复步骤一和步骤二，依次完成其余测试周期的配注，直至完成分注累积流量自动调节。

参见图4，图4的横坐标是测试周期，其中t₁表示第一测试周期，t₁₁，t₁₂，t₁₃，t₁₄分别是z₁、z₂、z₃、z₄分别对应的时间点，t₂表示第二测试周期，纵坐标是注入量，利用测试装置1进行流量测量，得到第一测试周期t₁内不同时间点对应的流量，如点z₃（t₁₃，q₁₃）。其中，根据配注量a₁~b₁为合格的范围量，注入量在范围内为合格注入量，如z₁、z₃、z₄，超出范围量的为偏移量，如z₂，z₅，a₁~b₁是地质上要求注入地层的水量，一般是a₁=q×（1-10%），b₁=q×（1+10%），q是地质上要求的流量；计算分析阶段，利用中央处理器3计算得到第一测调周期t₁内的累积流量，平均算出周期内实际的注入流量记为q₁，q₁=∑q（z₁，z₂，z₃，z₄，z₅）/t₁，对比配注流量，如果q₁＞q，计算差值Δq=q₁-q；确定出Q=q-Δq，修改配注量为Q，确定出a₂~b₂，a₂=Q×（1-10%），b₂=Q×（1+10%）。也就是说，t₁周期内多注入了Δq，在下个周期内，将会下调流量至Q，如果q₁＜q，计算差值Δq=q-q₁；确定出Q=q+Δq，修改配注量为Q，确定出a₂~b₂，a₂=Q×（1-10%），b₂=Q×（1+10%），也就是说，t₁周期内少注入了Δq，在下个周期内，将会上调流量至Q。循环累积测调阶段，在设定的时间段内不断重复步骤一和步骤二，完成分注累积流量自动调节。

本实用新型提供的这种数字式分注累积流量自动调节系统，通过测试装置、调节装置和中央处理器在井下完成流量计量与自动调配工作，摆脱了反复的机械投捞工序，实现了井下智能自动测调功能；数字式分注累积流量自动调节方法可以及时有效的补偿前一周期内注入偏移量，使得分注井满足配注要求，保证了分注井检配合格率，对精细注水具有现实的指导意义。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (3)

1.一种数字式分注累积流量自动调节系统，包括位于地面的上位机（4）和串接在油管上的智能配水器（5），其特征在于：智能配水器（5）的壳体内安装有依次电联接的测试装置（1）、中央处理器（3）和调节装置（2），中央处理器（3）与上位机（4）电联接，测试装置（1）采集智能配水器（5）的流量数据并传输给中央处理器（3），中央处理器（3）将接收的流量数据与存储的配注量对比后，上位机（4）控制中央处理器（3）向调节装置（2）发送配注量调节指令，调节智能配水器（5）上的水嘴（10）开度；

所述智能配水器（5）内沿轴向设有与油管连通的中心管道（6），中心管道（6）的外壁与智能配水器（5）的内壁之间形成环空腔体（7），中央处理器（3）安装在该环空腔体（7）内，环空腔体（7）内沿轴向还设有流量过流通道（8）；

所述中心管道（6）的侧壁上开设有一个过流孔（9），流量过流通道（8）一端与过流孔（9）连通，另一端导出智能配水器（5）外与油套管环空连通，水嘴（10）是由流量过流通道（8）与油套管环空连通处形成的。

2.如权利要求1所述的一种数字式分注累积流量自动调节系统，其特征在于：所述测试装置（1）包括安装在流量过流通道（8）内的孔板（11），孔板（11）的上方和下方位置沿径向分别安装着与流量过流通道（8）连通的导压管（12），两个导压管（12）之间并联有均与导压管（12）连通的压差传感器（13）、正向单向阀（14）、反向单向阀（15）和波纹管（16），压差传感器（13）和波纹管（16）上分别安装有感应片（20），感应片（20）通过电线连接中央处理器（3）。

3.如权利要求1所述的一种数字式分注累积流量自动调节系统，其特征在于：所述调节装置（2）包括安装在流量过流通道（8）端部的水嘴（10）内侧的活动筒（17），活动筒（17）的上端通过伸缩杆（18）连接着开启电机（19），开启电机（19）电联接中央处理器（3）。