CN209603954U - 一种水平井过电缆智能配水器及水平井井下分段注水管柱 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于油田分层注水开发技术领域，具体涉及一种水平井过电缆智能配水器及水平井井下分段注水管柱。本实用新型通过一种水平井过电缆智能配水器的技术方案设计，及包含此种水平井过电缆智能配水器及油管2、套接在油管2内的套管3、测试存储装置和电缆1的水平井井下分段注水管柱，不仅能满足水平井吞吐多段分注，还能够实现水平井分段流量自动测调、地层压降测试及生产参数实时录取与存储，对油田超低渗致密油开发具有重要意义。

Description

一种水平井过电缆智能配水器及水平井井下分段注水管柱

技术领域

本实用新型属于油田分层注水开发技术领域，具体涉及一种水平井过电缆智能配水器及水平井井下分段注水管柱。

背景技术

在油田致密油开发过程中，由于采用准自然能量开采导致地层能量严重亏空，前期开展了水平井笼统注水吞吐试验，只提高了单层的采出程度，而整体的采出程度相对较低。后期通过吸水剖面测试显示，部分水平井笼统注水吸水剖面矛盾突出，存在层段吸水不均现象，不能达到预期的注水效果。

为了更好的发挥水平井开发潜能，国内外相关领域均开展了水平井分段注水的探索，分注段数2-3段，大多采用连续油管测试，测试成本高、工艺复杂。同时研究发现后期测试调配困难、不能进行地层压降测试等配套测试，导致无法保证致密油开发水平井吞吐采油效果。为了探索致密油合理的能量补充方式，开展了水平井吞吐多段分注试验，研发了水平井智能分段注水工艺技术，初步实现分层流量井下自动测调、后期无需测调、生产数据(流量、温度、压力)实时存储等功能，但是该工艺无法实时连续监测分注井各段注水动态，因此在定向井有缆数字式分注技术的基础上提出了水平井管外预置电缆井下智能分段注水技术。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种满足水平井智能分段注水的要求，提高致密油区块水平井吞吐开发效果，实现稳油控水的水平的水平井过电缆智能配水器及水平井井下分段注水管柱。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种水平井过电缆智能配水器，至少包括外壳，其特征在于：所述的外壳内有上下贯通的注水通道，外壳和注水通道之间形成环形腔体，环形腔体内设有控制系统；环形腔体中下部设置有与注水通道连通的流量计入水口，环形腔体下部设置有与注水通道连通的流量计出水口，流量计入水口和流量计出水口之间形成调节腔体；外壳的下端设置有出水口。

所述的控制系统包括无线通信模块、主控单元、压力传感器、涡街流量计、电池组、电机及电路板单元、传动轴和流量调节阀；所述的无线通信模块和电池组设置在智能配水装置环空上部，无线通信模块下方设置主控单元，主控单元下方设置压力传感器，在主控单元和压力传感器之间形成智能配水装置环空；电池组下放设置电机及电路板单元；涡街流量计设置在调节腔体内；电池组的下方设置有电机及电路板单元，电机及电路板单元的下方设置传动轴，传动轴的下方设置流量调节阀；所述的无线通信模块、主控单元、压力传感器、电池组、电机及电路板单元和传动轴分别置于独立的腔体内。

所述的电机及电路板单元所处的腔体由为2个腰型孔。

所述的电机及电路板单元、无线通信模块、压力传感器分别与主控单元电性连接，所述主控单元与电池组电连接。

一种水平井井下分段注水管柱，至少包括具有水平段和竖直段的油管，还包括含有一种水平井过电缆智能配水器的测试存储装置、管外预置电缆和套管；套管套接在油管内；所述的测试存储装置连接在处于油管的水平段的套管的前端；所述的电缆将油管外井上预置电源端与测试存储装置连接。

所述的管外预置电缆的上端与注水井井口螺纹连接。

所述的测试存储装置还包括过电缆安全接头、水平井底阀、水平井过电缆封隔器和水平井过电缆扶正器；所述的水平井底阀位于测试存储装置的最前端，电缆安全接头位于测试存储装置的末端；水平井底阀和过电缆安全接头之间间隔连接有至少三个水平井过电缆智能配水器，相邻的水平井过电缆智能配水器之间间隔连接水平井过电缆封隔器和水平井过电缆扶正器。

所述的过电缆安全接头的上方与油管连接。

所述的平井过电缆封隔器为FK341型水平井过电缆封隔器。

有益效果：本实用新型通过一种水平井过电缆智能配水器的技术方案设计，及包含此种水平井过电缆智能配水器及油管、套接在油管内的套管、测试存储装置和电缆的水平井井下分段注水管柱，不仅能满足水平井吞吐多段分注，还能够实现水平井分段流量自动测调、地层压降测试及生产参数实时录取与存储，对油田超低渗致密油开发具有重要意义。

下面将结合附图做进一步详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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是本实用新型的结构示意图；

图2是水平井过电缆智能配水器的结构示意图。

图中：1-管外预置电缆；2-油管；3-套管；4-过电缆安全接头； 5-水平井过电缆智能配水器；6-水平井过电缆扶正器；7-水平井过电缆封隔器；8-水平井底阀；9-无线通信模块；10-主控单元；11-压力传感器；12-流量计入水口；13-调节腔体；14-涡街流量计；15-流量计出水口；16-电池组；17-电机及电路板单元；18-传动轴；19-出水口；20-流量调节阀；21-外壳；22-智能配水装置环空；23-注水通道。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

如图2所示的一种水平井过电缆智能配水器，至少包括外壳21，所述的外壳21内有上下贯通的注水通道23，外壳21和注水通道23 之间形成环形腔体，环形腔体内设有控制系统；环形腔体中下部设置有与注水通道23连通的流量计入水口12，环形腔体下部设置有与注水通道23连通的流量计出水口15，流量计入水口12和流量计出水口15之间形成调节腔体13；外壳21的下端设置有出水口19。

优选的是所述的控制系统包括无线通信模块9、主控单元10、压力传感器11、涡街流量计14、电池组16、电机及电路板单元17、传动轴18和流量调节阀20；所述的无线通信模块9和电池组16设置在智能配水装置环空22上部，无线通信模块9下方设置主控单元10，主控单元10下方设置压力传感器11，在主控单元10和压力传感器11之间形成智能配水装置环空22；电池组16下放设置电机及电路板单元17；涡街流量计14设置在调节腔体13内；电池组16的下方设置有电机及电路板单元17，电机及电路板单元17的下方设置传动轴 18，传动轴18的下方设置流量调节阀20；所述的无线通信模块9、主控单元10、压力传感器11、电池组16、电机及电路板单元17和传动轴18分别置于独立的腔体内。

优选的是所述的电机及电路板单元17所处的腔体由为2个腰型孔。

优选的是所述的电机及电路板单元17、无线通信模块9、压力传感器11分别与主控单元10电性连接，所述主控单元10与电池组16 电连接。

在实际使用时，水质由注水通道23注入，通过流量计入水口12 流经调节腔，从流量计出水口15流出，经由智能配水装置环空22流道，流至流量调节阀20，经出水口19流出至井筒及地层。注水过程中，通过涡街流量计14压力、温度等元器件无线感应，实时监测存储地层分层流量、压力、温度等。在满足各元器件连接空间的前提下可调节配水装置的尺寸长度。电机及电路板单元17所处的腔体由现有技术中的3个腰型孔改为本装置的2个腰型孔，在满足供电功能前提下，减小了配水装置外径。电机及电路板单元17、无线通信模块9、压力传感器11分别与主控单元10电连接，所述主控单元10与电池组16电连接，保证了各部件的正常工作运转。

在实际使用时，在满足各元器件连接空间的前提下可调节配水装置的尺寸长度。电机及电路板单元17所处的腔体由现有技术中的3 个腰型孔改为本装置的2个腰型孔，在满足供电功能前提下，减小了配水装置外径。

实施例二：

如图1和图2所示的一种水平井井下分段注水管柱，至少包括具有水平段和竖直段的油管2，还包括含有一种水平井过电缆智能配水器5的测试存储装置、管外预置电缆1和套管3；套管3套接在油管 2内；所述的测试存储装置连接在处于油管2的水平段的套管3的前端；所述的电缆1将油管外井上预置电源端与测试存储装置连接。

在实际使用时，首先坐封：配好管柱后自下而上依次下入井中。下完井管柱，确认封隔器坐封位置正确后，打开套管3闸门，用水泥车从油管2憋压，5MPa、10MPa、15MPa、20MPa，每个压力稳压5min，后升至25MPa，稳压5min，观察套管3出口有无溢流，压力下降不大于0.5MPa为合格。施压合格后按标准安装注水井口，倒好井口注水流程，连接好地面注水管线，将电缆1从井口引出与地面控制器相连接，正常注水后，形成地面对井下分段注水的实时控制。通过测试及存储装置实时采集并传输井下分层数据，并进行分层流量自动测调、地层压降测试等。

解封：油管2泄压后，在井口上提管柱负荷至80KN，拉断解封剪钉，封隔器胶筒回收解封。若上提管柱解封失败，可通过从油套环空大排量反洗井的方法来实现液压解封。

本实用新型不仅能满足水平井吞吐多段分注，可实现水平井分段流量自动测调、地层压降测试及生产参数实时录取与存储，提高致密油区块水平井吞吐开发效果，实现稳油控水的水平井管外预置电缆井下智能分段注水管柱。

实施例三：

如图1和图2所示的一种水平井井下分段注水管柱，与实施例二不同之处在于：所述的管外预置电缆1的上端与注水井井口螺纹连接。

优选的是所述的测试存储装置还包括过电缆安全接头4、水平井底阀8、水平井过电缆封隔器7和水平井过电缆扶正器6；所述的水平井底阀8位于测试存储装置的最前端，电缆安全接头4位于测试存储装置的末端；水平井底阀8和过电缆安全接头4之间间隔连接有至少三个水平井过电缆智能配水器，相邻的水平井过电缆智能配水器之间间隔连接水平井过电缆封隔器和水平井过电缆扶正器。

在实际使用时，测试存储装置通过将电缆智能配水器、水平井过电缆封隔器、水平井过电缆扶正器、过电缆安全接头4和水平井底阀 8的合理布设，电缆1将电缆智能配水器、水平井过电缆封隔器、水平井过电缆扶正器、过电缆安全接头4等相关测试设备的连通，实时、精确的采集并传输井下分层数据，并进行分层流量自动测调、地层压降测试。

实施例四：

如图1和图2所示的一种水平井井下分段注水管柱，与实施例三不同之处在于：所述的过电缆安全接头4的上方与油管2连接。

优选的是所述的平井过电缆封隔器7为FK341型水平井过电缆封隔器。提高了封隔器的下井安全性和坐封的可靠性。

在实际使用时，过电缆安全接头4的上方与油管2连接，使得电缆1连接的稳定性较好，保证相关测试设备工作的稳定性。平井过电缆封隔器7采用FK341型水平井过电缆封隔器，提高了封隔器的下井安全性和坐封的可靠性。

综上所述，本实用新型通过一种水平井过电缆智能配水器的技术方案设计，及包含此种水平井过电缆智能配水器及油管2、套接在油管2内的套管3、测试存储装置和电缆1的水平井井下分段注水管柱，不仅能满足水平井吞吐多段分注，还能够实现水平井分段流量自动测调、地层压降测试及生产参数实时录取与存储，对油田超低渗致密油开发具有重要意义。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种水平井过电缆智能配水器，至少包括外壳(21)，其特征在于：所述的外壳(21)内有上下贯通的注水通道(23)，外壳(21)和注水通道(23)之间形成环形腔体，环形腔体内设有控制系统；环形腔体中下部设置有与注水通道(23)连通的流量计入水口(12)，环形腔体下部设置有与注水通道(23)连通的流量计出水口(15)，流量计入水口(12)和流量计出水口(15)之间形成调节腔体(13)；外壳(21)的下端设置有出水口(19)。

2.如权利要求1所述的一种水平井过电缆智能配水器，其特征在于：所述的控制系统包括无线通信模块(9)、主控单元(10)、压力传感器(11)、涡街流量计(14)、电池组(16)、电机及电路板单元(17)、传动轴(18)和流量调节阀(20)；所述的无线通信模块(9)和电池组(16)设置在智能配水装置环空(22)上部，无线通信模块(9)下方设置主控单元(10)，主控单元(10)下方设置压力传感器(11)，在主控单元(10)和压力传感器(11)之间形成智能配水装置环空(22)；电池组(16)下放设置电机及电路板单元(17)；涡街流量计(14)设置在调节腔体(13)内；电池组(16)的下方设置有电机及电路板单元(17)，电机及电路板单元(17)的下方设置传动轴(18)，传动轴(18)的下方设置流量调节阀(20)；所述的无线通信模块(9)、主控单元(10)、压力传感器(11)、电池组(16)、电机及电路板单元(17)和传动轴(18)分别置于独立的腔体内。

3.如权利要求2所述的一种水平井过电缆智能配水器，其特征在于：所述的电机及电路板单元(17)所处的腔体由为2个腰型孔。

4.如权利要求2所述的一种水平井过电缆智能配水器，其特征在于：所述的电机及电路板单元(17)、无线通信模块(9)、压力传感器(11)分别与主控单元(10)电性连接，所述主控单元(10)与电池组(16)电连接。

5.一种水平井井下分段注水管柱，至少包括具有水平段和竖直段的油管(2)，其特征在于：还包括含有权利要求1-4任意一项所述的一种水平井过电缆智能配水器(5)的测试存储装置、管外预置电缆(1)和套管(3)；套管(3)套接在油管(2)内；所述的测试存储装置连接在处于油管(2)的水平段的套管(3)的前端；所述的电缆(1)将油管外井上预置电源端与测试存储装置连接。

6.如权利要求5所述的一种水平井井下分段注水管柱，其特征在于：所述的管外预置电缆(1)的上端与注水井井口螺纹连接。

7.如权利要求5所述的一种水平井井下分段注水管柱，其特征在于：所述的测试存储装置还包括过电缆安全接头(4)、水平井底阀(8)、水平井过电缆封隔器(7)和水平井过电缆扶正器(6)；所述的水平井底阀(8)位于测试存储装置的最前端，电缆安全接头(4)位于测试存储装置的末端；水平井底阀(8)和过电缆安全接头(4)之间间隔连接有至少三个水平井过电缆智能配水器，相邻的水平井过电缆智能配水器之间间隔连接水平井过电缆封隔器和水平井过电缆扶正器。

8.如权利要求7所述的一种水平井井下分段注水管柱，其特征在于：所述的过电缆安全接头(4)的上方与油管(2)连接。

9.如权利要求7所述的一种水平井井下分段注水管柱，其特征在于：所述的平井过电缆封隔器(7)为FK341型水平井过电缆封隔器。