CN212671736U - 一种双管数字化分层注水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种双管数字化分层注水系统，包括两根平行设于套管内的注水管柱，注水管柱包括注水管和数字化配水器，数字化配水器与注水管下端连接，套管内设有封隔器，封隔器用于隔离不同层系的上油层和下油层，一根注水管柱通入上油层，另一根注水管柱穿过封隔器后通入下油层。本实用新型采用两根互相独立的注水管柱对不同层系同时进行数字化分层注水，避免了不同层系的流体不配伍造成结垢，从而堵塞地层及井筒的问题。采用非金属连续包敷电缆复合管为注水通道及控制电缆载体的作用，通过将电缆插接在数字式配水器上，由电控柜控制其注水的压力和流量，从而实现智能化数字化分注，相较于普通钢制油管分注技术，更加高效智能且节能环保。

Description

一种双管数字化分层注水系统

技术领域

本实用新型属于油田注水采油工程技术领域，具体涉及一种双管数字化分层注水系统。

背景技术

鄂尔多斯盆地“满盆气、半盆油”，资源丰富且多层系叠合，如南梁西区、姬塬、环江等油田，由上至下，同时发育侏罗系、三叠系（主要长2、3、长4+5、长6、长8，部分区域还发育了长7、长9、长10）。

目前油田常用一套井网开发一个油层，但是由于侏罗系和三叠系产出液流体不配伍，笼统注水容易结垢，造成地层和井筒堵塞，影响注水和采油的效果，增加油井生产运行成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双管数字化分层注水系统，克服现有技术中存在的上述技术问题。

为此，本实用新型提供的技术方案如下：

一种双管数字化分层注水系统，包括两根平行设于套管内的注水管柱，所述注水管柱包括注水管和数字化配水器，所述数字化配水器与注水管下端连接，所述套管内设有封隔器，所述封隔器用于隔离不同层系的上油层和下油层，一根注水管柱通入上油层，另一根注水管柱穿过封隔器后通入下油层。

所述注水管中包覆有电缆，所述数字化配水器通过电缆与地面的接线盒、配水间内的电控柜电连接，所述电控柜用于发送电信号给数字化配水器，所述数字化配水器用于根据该电信号调节水嘴开度。

所述注水管为非金属连续包敷电缆复合管，所述非金属连续包敷电缆复合管包括从内至外依次设置的内衬层、骨架层、抗拉层和外保护层，所述抗拉层包覆有电缆。

所述数字化配水器内设有压力传感器和流量传感器，所述压力传感器和流量传感器均与电控柜电连接。

所述电缆包括动力电缆、检测压力电缆和检测流量电缆，三股电缆在注水管中均延轴向延伸且均布在横切面中。

所述骨架层由玻璃钢纤维和凯夫拉纤维编织而成，所述抗拉层由玻璃钢纤维和凯夫拉纤维编织而成。

所述内衬层采用聚乙烯UHMWPE，所述外保护层采用聚偏氟乙烯PVDF。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的这种双管数字化分层注水系统，采用两根互相独立的注水管柱对不同层系同时进行数字化分层注水，避免了不同层系的流体不配伍造成结垢，从而堵塞地层及井筒的问题。

本实用新型采用非金属连续包敷电缆复合管作为连续油管起到注水通道及作为控制电缆载体的作用，通过将电缆插接在数字化配水器上，由电控柜控制其注水的压力和流量，从而实现智能化数字化分注，相较于普通钢制油管分注技术，更加高效智能且节能环保。

采用的非金属连续包敷电缆复合管与一般的玻璃钢复合管在材料和结构上有所不同，将kevlar（凯夫拉）纤维和玻璃钢纤维混合使用，其最大的优点是增强了韧性及强度的同时，不影响其耐温性能，再加上易加工，防腐、作业方便等特点，非常适应于需要电缆作业的数字化分注技术；此外，与常规电缆捆绑在油管外面不同，本实用新型的非金属连续包敷电缆复合管是将预置电缆安装在连续复合管中，提高了作业效率，降低了作业强度。

为让本实用新型的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是本实用新型的一种实施方式结构示意图；

图2是非金属连续包敷电缆复合管的一种实施方式结构示意图；

图3是抗拉层的剖面图。

图中：

附图标记说明：

1、内衬层；2、骨架层；3、抗拉层；4、外保护层；5、动力电缆；6、检测压力电缆；7、检测流量电缆；8、数字化配水器一；9、封隔器；10、数字化配水器二；11、上油层；12、下油层；13、电控柜；14、接线盒；15、注水井口；16、非金属连续包敷电缆复合管一；17、非金属连续包敷电缆复合管二。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

需说明的是，在本实用新型中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的双管数字化分层注水系统的上、下、左、右。

现参考附图介绍本实用新型的示例性实施方式，然而，本实用新型可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本实用新型，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本实用新型的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本实用新型的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

实施例1：

本实施例提供了一种双管数字化分层注水系统，包括两根平行设于套管内的注水管柱，所述注水管柱包括注水管和数字化配水器，所述数字化配水器与注水管下端连接，所述套管内设有封隔器9，所述封隔器9用于隔离不同层系的上油层11和下油层12，一根注水管柱通入上油层11，另一根注水管柱穿过封隔器9后通入下油层12。

本实用新型提供的这种双管数字化分层注水系统，适用于油田同时发育和开发不同层系，且层间不配伍的注水井。采用两根互相独立的注水管柱对不同层系同时进行数字化分层注水，避免了不同层系的流体不配伍造成结垢，从而堵塞地层及井筒的问题，且智能环保。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例以鄂尔多斯盆地为例，对本实用新型做进一步说明。鄂尔多斯盆地同时发育侏罗系、三叠系，由于侏罗系和三叠系产出液流体不配伍，笼统注水容易结垢，造成地层和井筒堵塞，影响注水和采油的效果，增加油井生产运行成本。

如图1所示，侏罗系、三叠系分别对应上油层11和下油层12，对应的注水管柱分别为注水管柱一、注水管柱二，注水井口15部分也是独立分开的。其中，注水管柱一包括非金属连续包敷电缆复合管一16和数字化配水器一8，注水管柱二包括非金属连续包敷电缆复合管二17和数字化配水器二10。注水管柱一和注水管柱二平行设于套管内，注水管柱一对上油层11注水，注水管柱二对下油层12注水，利用电缆将电力传送给井下数字化配水器一8、数字化配水器二10，并通过控制配水器的开启压力及配水量，实现智能化、数字化分注。

实施例3：

本实施例提供了一种双管数字化分层注水系统，包括两根平行设于套管内的注水管柱，所述注水管柱包括注水管和数字化配水器，所述数字化配水器与注水管下端连接，所述套管内设有封隔器9，所述封隔器9用于隔离不同层系的上油层11和下油层12，一根注水管柱通入上油层11，另一根注水管柱穿过封隔器9后通入下油层12。

所述注水管中包覆有电缆，所述数字化配水器通过电缆与地面的接线盒14、配水间内的电控柜13电连接，所述电控柜13用于发送电信号给数字化配水器，所述数字化配水器用于根据该电信号调节水嘴开度。

将电缆包覆在注水管中，一方面可以减小注水管的尺寸，实现两根注水管柱同时存在于井筒内，另一方面电缆受到管材的保护，在升下井作业的过程中电缆不会与套管内壁刮擦、磕碰而损坏，避免了油管的振动对电缆的磨损，因此电缆和管材具有同等的使用寿命。

本实用新型用独立的两个非金属连续包敷电缆复合管分别开采两个层系，由于控制电缆镶嵌在注水管中，用于控制数字化配水器的注水量，提高油藏的开发效果，即智能（省人工）又节能环保。

实施例4：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种双管数字化分层注水系统，所述注水管为非金属连续包敷电缆复合管，所述非金属连续包敷电缆复合管包括从内至外依次设置的内衬层1、骨架层2、抗拉层3和外保护层4，所述抗拉层3包覆有电缆。

如图2所示，非金属连续包敷电缆复合管采用四层复合材料，从内到外分别是内衬层1、骨架层2、抗拉层3、外保护层4。

如图3所示，电缆预制包敷在抗拉层3。非金属连续包敷电缆复合管作为连续油管起到注水通道及作为控制电缆载体的作用，通过将电缆插接在数字化配水器上，由电控柜13控制其注水的压力和流量，从而实现智能化数字化分注，相较于普通钢制油管分注技术，更加高效智能且节能环保。

与常规电缆捆绑在油管外面不同，本实用新型的非金属连续包敷电缆复合管是将预置电缆安装在连续复合管中，提高了作业效率，降低了作业强度。

实施例5：

在实施例3的基础上，本实施例提供了一种双管数字化分层注水系统，所述数字化配水器内设有压力传感器和流量传感器，所述压力传感器和流量传感器均与电控柜13电连接。

在注水过程中，压力传感器和流量传感器分别测量压力和流量，并将压力信号和流量信号发送给电控柜13，电控柜13与设定值进行比较后，对水压进行调整，并发送信号给数字化配水器，数字化配水器根据该信号调节水嘴开度。

实施例6：

本实施例提供了一种双管数字化分层注水系统，包括两根平行设于套管内的注水管柱，所述注水管柱包括注水管和数字化配水器，所述数字化配水器与注水管下端连接，所述套管内设有封隔器9，所述封隔器9用于隔离不同层系的上油层11和下油层12，一根注水管柱通入上油层11，另一根注水管柱穿过封隔器9后通入下油层12。

所述注水管中包覆有电缆，所述数字化配水器通过电缆与地面的接线盒14、配水间内的电控柜13电连接，所述电控柜13用于发送电信号给数字化配水器，所述数字化配水器用于根据该电信号调节水嘴开度。

所述电缆包括动力电缆5、检测压力电缆6和检测流量电缆7，三股电缆在注水管中均延轴向延伸且均布在横切面中。

数字化配水器将压力信号和流量信号分别通过检测压力电缆6和检测流量电缆7发送给电控柜13，电控柜13与设定值进行比较后，对水压进行调整，并发送信号给数字化配水器，数字化配水器根据该信号调节水嘴开度。

实施例7：

在实施例4的基础上，本实施例提供了一种双管数字化分层注水系统，所述骨架层2由玻璃钢纤维和凯夫拉纤维编织而成，抗拉层3由玻璃钢纤维和凯夫拉纤维编织而成。

所述内衬层1采用聚乙烯UHMWPE，所述外保护层4采用聚偏氟乙烯PVDF。

非金属连续包敷电缆复合管采用的是玻璃钢及凯夫拉纤维。其中骨架层2、抗拉层3主要采用玻璃钢及凯夫拉纤维；将这两种纤维混合编制后成螺旋状排列，并浸渍树脂固化后作为骨架层2，用来承受内压和外挤力；将这两种纤维混合编制延轴向排列，则成为抗拉层3，承受轴向的拉应力，且将延轴向延伸的电缆预制包敷在抗拉层3。

内衬层1和外保护层4采用高分子材料（塑料）：内衬层1采用超高分子量聚乙烯UHMWPE，其分子量超过150万，摩擦系数0.1-0.22，摩擦因数（自润滑性）0.05-0.11，表面粗糙度8.48µm，冲击强度220kJ/m²，相对密度0.94，耐温可达95℃，且在碱液、酸液中不腐蚀，具有普通塑料无可比拟的耐磨、耐冲击、自润滑、耐腐蚀、吸收冲击能、密度小、不易吸水、卫生、无毒等综合性能；外保护层4采用聚偏氟乙烯PVDF，起到防腐蚀、耐磨、防外渗漏、保护管材的作用。

该非金属连续复合管与一般的玻璃钢复合管在材料和结构上有所不同，将凯夫拉纤维和玻璃钢纤维混合使用，其最大的优点是增强了韧性及强度的同时，不影响其耐温性能，再加上易加工，防腐、作业方便等特点，非常适应于需要电缆作业的数字化分注技术；此外，与常规电缆捆绑在油管外面不同，本实用新型的非金属连续包敷电缆复合管是将预置电缆安装在连续复合管中，提高了作业效率，降低了作业强度。

该非金属连续包敷电缆复合油管，最大外径能够达到89mm的需要，能够满足3000m井深要求，抗内压强度达到40MPa，抗拉强度达到400KN，最小弯曲半径0.9m，适应温度范围-20~95℃。

实施例8：

本实用新型提供了一种双管数字化分层注水方法，使用实施例5双管数字化分层注水系统，在井筒内下入两根注水管柱，一根注水管柱通入上油层11，另一根注水管柱通入下油层12，在隔夹层的位置使封隔器9坐封，然后通过控制柜按照配注要求控制各配水器的注水量，实现对上油层11和下油层12分层注水。

在注水过程中，压力传感器和流量传感器分别测量压力和流量，并将压力信号和流量信号发送给电控柜13，电控柜13与设定值进行比较后，对水压进行调整，并发送信号给数字化配水器，数字化配水器根据该信号调节水嘴开度，使配注量满足配注需求。

综上所述，本实用新型提供的这种双管数字化分层注水系统，采用两根互相独立的注水管柱对不同层系同时进行数字化分层注水，避免了不同层系的流体不配伍造成结垢，从而堵塞地层及井筒的问题。

本实用新型采用非金属连续包敷电缆复合管作为连续油管起到注水通道及作为控制电缆载体的作用，通过将电缆插接在数字化配水器上，由电控柜13控制其注水的压力和流量，从而实现智能化数字化分注，相较于普通钢制油管分注技术，更加高效智能且节能环保。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

Claims (7)

1.一种双管数字化分层注水系统，其特征在于：包括两根平行设于套管内的注水管柱，所述注水管柱包括注水管和数字化配水器，所述数字化配水器与注水管下端连接，所述套管内设有封隔器（9），所述封隔器（9）用于隔离不同层系的上油层（11）和下油层（12），一根注水管柱通入上油层（11），另一根注水管柱穿过封隔器（9）后通入下油层（12）。

2.根据权利要求1所述的一种双管数字化分层注水系统，其特征在于：所述注水管中包覆有电缆，所述数字化配水器通过电缆与地面的接线盒（14）、配水间内的电控柜（13）电连接，所述电控柜（13）用于发送电信号给数字化配水器，所述数字化配水器用于根据该电信号调节水嘴开度。

3.根据权利要求1所述的一种双管数字化分层注水系统，其特征在于：所述注水管为非金属连续包敷电缆复合管，所述非金属连续包敷电缆复合管包括从内至外依次设置的内衬层（1）、骨架层（2）、抗拉层（3）和外保护层（4），所述抗拉层（3）包覆有电缆。

4.根据权利要求2所述的一种双管数字化分层注水系统，其特征在于：所述数字化配水器内设有压力传感器和流量传感器，所述压力传感器和流量传感器均与电控柜（13）电连接。

5.根据权利要求2或3所述的一种双管数字化分层注水系统，其特征在于：所述电缆包括动力电缆（5）、检测压力电缆（6）和检测流量电缆（7），三股电缆在注水管中均延轴向延伸且均布在横切面中。

6.根据权利要求3所述的一种双管数字化分层注水系统，其特征在于：所述骨架层（2）由玻璃钢纤维和凯夫拉纤维编织而成，所述抗拉层（3）由玻璃钢纤维和凯夫拉纤维编织而成。

7.根据权利要求3所述的一种双管数字化分层注水系统，其特征在于：所述内衬层（1）采用聚乙烯UHMWPE，所述外保护层（4）采用聚偏氟乙烯PVDF。

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