CN213392117U - 基于近距离无线通信的井下配注控制与数据采集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于油田智能注水工艺领域，涉及一种基于近距离无线通信的井下配注控制与数据采集系统。所述系统包括可控起下指令发送与数据接收装置、井下中控装置、有缆式智能配水器、电缆穿越式封隔器和专用电缆；所述井下中控装置、有缆式智能配水器、电缆穿越式封隔器通过专用电缆连接；可控起下指令发送与数据接收装置与井下中控装置通过近距离无线传输方式进行数据与指令传输。本实用新型所述系统通过可控起下指令发送与数据接收装置在智能注水管柱中的上下运动来进行调控指令和注水信息的双向无线传输，满足注水井地面控制调节指令下传和井下注水信息上传的需求。

Description

基于近距离无线通信的井下配注控制与数据采集系统

技术领域

本实用新型属于油田智能注水工艺领域，涉及一种基于近距离无线通信的井下配注控制与数据采集系统。

背景技术

油田进入高含水开发后期，分注井数量日益增多，层系划分更细，注水井测调工作量增大；提高水驱开发质量对提高“三率”提出了更高的要求，对测试资料要求更加全面。

目前，国内分层注水技术主要包括活动式分层注水技术、测调一体化技术和有缆式分注技术。活动式分层注水技术需逐层进行水嘴投捞调配，钢丝起下频繁。测调一体化技术测试仪器与可调水嘴对接后可边测边调，井下数据上传采用有线传输方式。随着电子信息技术的发展，目前已开展了有缆式智能分注技术应用，该技术电缆常置井下，可以实时进行数据传输，但是作业过程中存在电缆磕碰、断脱的风险，影响信号传输。随着油田智能化、信息化的发展，迫切需要发展无线智能测调技术。

目前无线传输技术主要有：(1)随钻测量(MWD)、随钻测井(LWD)中已开展了泥浆压力脉冲传输技术、电磁波无线传输技术以及声波无线传输技术的研究；电磁波无线传输技术受井深和地质条件影响较大，应用范围受限；声波无线传输技术还处于试验研究阶段；与注水井相比，钻井用泥浆压力脉冲传输技术泥浆排量大。上述钻井中用的无线传输技术只能实现信号的上传；如中国专利申请CN111101927A公开了一种井下数据采集装置，包括上连接件、第一骨架、上抗压管、无线通信装置、第二骨架、下抗压管、传感器组件以及下连接件；上连接件与第一骨架固定连接，用于与其他井上设备连接；上抗压管套设在第一骨架外，上抗压管与所述第一骨架之间形成第一安装空间，用于安装无线通信装置；第二骨架与第一骨架固定连接，下抗压管套设在第二骨架外，下抗压管与第二骨架之间形成第二安装空间，用于安装传感器组件；第二骨架还与下连接件连接，下连接件用于与其他井下设备连接；第一骨架、第二骨架、上连接件和下连接件均为中空结构；该装置能够实时采集井下数据。

(2)压控开关智能配水技术，能实现地面信息下传，井下信息无法上传；地面通过井下水嘴开度-压差-流量的对应关系进行换算。

实用新型内容

为了解决地面测调指令无线下传和井下上传信号无线上传问题，本实用新型提供一种基于近距离无线通信的井下配注控制与数据采集系统。该系统通过可控起下指令发送与数据接收装置在智能注水管柱中的上下运动来进行调控指令和注水信息的双向无线传输，满足注水井地面控制调节指令下传和井下注水信息上传的需求。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本实用新型提供一种基于近距离无线通信的井下配注控制与数据采集系统，其包括可控起下指令发送与数据接收装置、井下中控装置、有缆式智能配水器、电缆穿越式封隔器和专用电缆；

所述井下中控装置、有缆式智能配水器、电缆穿越式封隔器通过专用电缆连接；可控起下指令发送与数据接收装置与井下中控装置通过近距离无线传输方式进行数据与指令传输。

优选地，可控起下指令发送与数据接收装置包括信号发送部件，信号接收部件，数据处理部件，数据存储部件，电源，运动控制部件，可溶加重部件，可换向拍动叶片。

进一步优选地，信号发送部件将地面准备下达的控制指令传递给井下中控装置；信号接收部件用于接收井下中控装置的数据；

数据处理部件对接收到的井下中控装置的数据进行处理；数据存储部件用于存储数据与控制指令；电源用于可控起下指令发送与数据接收装置的供电。

进一步优选地，运动控制部件根据可控起下指令发送与数据接收装置的状态控制可换向拍动叶片改变运动方向，实现可控起下指令发送与数据接收装置的下沉和上浮。

进一步优选地，可溶加重部件材质为可溶材料，用于确保可控起下指令发送与数据接收装置可以下入到井下中控装置的有效通信距离内，保证指令的下达与数据的读取。

优选地，井下中控装置包括数据发送部件，数据接收部件，数据处理部件和电源。

进一步优选地，数据发送部件将接收到的有缆式智能配水器的注水信息传递给可控起下指令发送与数据接收装置；数据接收部件接收可控起下指令发送与数据接收装置的控制指令和有缆式智能配水器的注水数据。

进一步优选地，数据处理部件将有缆式智能配水器的数据进行处理，并将实注信息与配注信息进行对比；电源主要用于井下中控装置与有缆式智能配水器供电。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优势：

(1)可控起下指令发送与数据接收装置包含可溶加重部件与可控运动调节部件，装置起下方便、可控，无需专门设备和车组；

(2)可控起下指令发送与数据接收装置包含指令发送与数据接收部分，一次起下可以完成命令下传与数据读取；

(3)通过无线传输方式进行近距离数据传输，有效传输距离阈值大，即使可控起下装置在一定范围内浮动，也可以进行数据传输；

(4)传输速率快，保证大量历史数据的高效传输；

(5)井下中控装置可以调节有缆式智能配水器的任意开度。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型一实施例所述基于近距离无线通信的井下配注控制与数据采集系统示意图(下沉状态)；

图2为本实用新型一实施例所述基于近距离无线通信的井下配注控制与数据采集系统示意图(上浮状态)；

图3为本实用新型一实施例所述可控起下指令发送与数据接收装置(下入状态)示意图；

图4本实用新型一实施例所述井下中控装置示意图。

其中，1.可控起下指令发送与数据接收装置，2.井下中控装置，3.有缆式智能配水器，4.电缆穿越式封隔器，5.专用电缆，1-1.信号发送部件，1-2.信号接收部件，1-3.数据处理部件，1-4.数据存储部件，1-5.电源，1-6.运动控制部件，1-7.可溶加重部件，1-8.可换向拍动叶片，2-1.数据发送部件，2-2.数据接收部件，2-3.数据处理部件，2-4.电源。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本实用新型的技术方案。

如图1、图2所示，所述基于近距离无线通信的井下配注控制与数据采集系统，由可控起下指令发送与数据接收装置1，井下中控装置2，有缆式智能配水器3，电缆穿越式封隔器4，专用电缆5组成。

所述2、3、4通过专用电缆5连接。

可控起下指令发送与数据接收装置1与井下中控装置2通过近距离无线传输方式进行数据与指令传输。

地面计算机对可控起下指令发送与数据接收装置写入调控指令，并通过测试闸门下入到井下中控装置上部。井下中控装置2接收装置1的调控指令，并将指令下发给各级有缆式智能配水器3，有缆式智能配水器3执行相应指令进行测调或读取数据。

有缆式智能配水器3的注水信息通过井下中控装置2传递给可控起下指令发送与数据接收装置1。可控起下指令发送与数据接收装置1返回地面，地面计算机对数据进行读取。

井下中控装置2中包含电源，用于自身运行，并为有缆式智能配水器3供电。

如图3所示，可控起下指令发送与数据接收装置1包括信号发送部件1-1，信号接收部件1-2，数据处理部件1-3，数据存储部件1-4，电源1-5，运动控制部件1-6，可溶加重部件1-7，可换向拍动叶片1-8。

信号发送部件1-1将地面准备下达的控制指令传递给井下中控装置2；

信号接收部件1-2用于接收井下中控装置2的数据。

数据处理部件1-3对接收到的井下中控装置2的数据进行处理；

数据存储部件1-4用于存储数据与控制指令；

电源1-5用于可控起下指令发送与数据接收装置1的供电；

运动控制部件1-6根据装置1的状态控制可换向拍动叶片1-8改变运动方向，实现可控起下指令发送与数据接收装置1的下沉和上浮。

可溶加重部分1-7由可溶材料加工而成，确保可控起下指令发送与数据接收装置1可以下入到井下中控装置2的有效通信距离内，保证指令的下达与数据的读取。

可换向拍动叶片1-8主要用于控制装置1的运动姿态，通过运动姿态的改变，实现可控起下指令发送与数据接收装置1的可控下沉与上浮，下沉、上浮状态如图1、图2所示。

如图4所示，井下中控装置2包括数据发送部件2-1，数据接收部件2-2，数据处理部件2-3，电源2-4。

数据发送部件2-1将接收到的有缆式智能配水器3的注水信息传递给装置1；数据接收部件2-2接收装置1的控制指令和有缆式智能配水器3的注水数据；数据处理部件2-3将有缆式智能配水器3的数据进行处理，并将实注信息与配注信息进行对比；电源2-4主要用于井下中控装置2与有缆式智能配水器3供电。

有缆式智能配水器3主要用于井下分层注水，接收并执行井下中控装置2的指令。

电缆穿越式封隔器4用于井下分层。

专用电缆5用于井下中控装置2、有缆式智能配水器3和电缆穿越式封隔器4的相互连通。

需要调配时，可控起下指令发送与数据接收装置1通过测试闸门下入，到达中控装置2的有效通信距离内，通过无线传输方式将控制指令传递给中控装置2，中控装置2读取有缆式智能配水器3的注水信息，并与目标值进行比较、调节，直至满足配注。

调配完成后，井下中控装置2将当前数据传给可控起下指令发送与数据接收装置1，可控起下指令发送与数据接收装置1进行存储，存储完毕，可控起下指令发送与数据接收装置1返出。地面连接电脑读取可控起下指令发送与数据接收装置1中的数据，完成调配。

需要采集井下注水数据时，可控起下指令发送与数据接收装置1通过测试闸门下入，到达中控装置2的有效通信距离内时，通过无线传输方式将读数指令发送给井下中控装置2，中控装置2读取有缆式智能配水器3的注水信息，并传递给可控起下指令发送与数据接收装置1。可控起下指令发送与数据接收装置1进行数据存储，存储完毕，可控起下指令发送与数据接收装置1返出。地面连接电脑读取可控起下指令发送与数据接收装置1中的数据。

所述装置的使用方法：

下传测调指令时参见附图1、2、3所示，地面将测调控制指令写入可控起下指令发送与数据接收装置1，装置1由井口测试闸门下入，在可溶加重部分1-7和可换向拍动叶片1-8的联合作用下下入，到达井下中控装置2的有效通信距离内，通过无线传输方式将控制指令传递给井下中控装置2，井下中控装置2读取有缆式智能配水器3的注水信息，并与目标值进行比较，如与配注不符，则进行调节，直至满足配注。调配完成后，井下中控装置2将调配后的数据传给可控起下指令发送与数据接收装置1，可控起下指令发送与数据接收装置1进行存储，存储完毕，可溶加重部件完全溶解消失，可控起下指令发送与数据接收装置1中的可换向拍动叶片1-8换向，如图2所示，可控起下指令发送与数据接收装置1在可换向拍动叶片1-8的拍动作用下返出。地面连接电脑读取可控起下指令发送与数据接收装置1中的数据，完成调配。

下传读取指令参见附图1、2、3所示，地面将读取数据指令写入可控起下指令发送与数据接收装置1，可控起下指令发送与数据接收装置1通过测试闸门下入，在可溶加重部分1-7和可换向拍动叶片1-8的联合作用下下入，到达井下中控装置2的有效通信距离内时，将读数指令发送给井下中控装置2，井下中控装置2读取有缆式智能配水器3的注水信息，并传递给可控起下指令发送与数据接收装置1。可控起下指令发送与数据接收装置1进行数据存储，存储完毕，可溶加重部件1-7完全溶解消失，装置1中的可换向拍动叶片1-8换向，如图2所示，装置1在可换向拍动叶片1-8的拍动作用下返出。地面连接电脑读取装置1中的数据。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于近距离无线通信的井下配注控制与数据采集系统，其特征在于，包括可控起下指令发送与数据接收装置、井下中控装置、有缆式智能配水器、电缆穿越式封隔器和专用电缆；

所述井下中控装置、有缆式智能配水器、电缆穿越式封隔器通过专用电缆连接；可控起下指令发送与数据接收装置与井下中控装置通过近距离无线传输方式进行数据与指令传输。

2.根据权利要求1所述基于近距离无线通信的井下配注控制与数据采集系统，其特征在于，可控起下指令发送与数据接收装置包括信号发送部件，信号接收部件，数据处理部件，数据存储部件，电源，运动控制部件，可溶加重部件，可换向拍动叶片。

3.根据权利要求2所述基于近距离无线通信的井下配注控制与数据采集系统，其特征在于，信号发送部件将地面准备下达的控制指令传递给井下中控装置；信号接收部件用于接收井下中控装置的数据；

数据处理部件对接收到的井下中控装置的数据进行处理；数据存储部件用于存储数据与控制指令；电源用于可控起下指令发送与数据接收装置的供电。

4.根据权利要求2所述基于近距离无线通信的井下配注控制与数据采集系统，其特征在于，运动控制部件根据可控起下指令发送与数据接收装置的状态控制可换向拍动叶片改变运动方向，实现可控起下指令发送与数据接收装置的下沉和上浮。

5.根据权利要求2所述基于近距离无线通信的井下配注控制与数据采集系统，其特征在于，可溶加重部件材质为可溶材料，用于确保可控起下指令发送与数据接收装置可以下入到井下中控装置的有效通信距离内，保证指令的下达与数据的读取。

6.根据权利要求1所述基于近距离无线通信的井下配注控制与数据采集系统，其特征在于，井下中控装置包括数据发送部件，数据接收部件，数据处理部件和电源。

7.根据权利要求5所述基于近距离无线通信的井下配注控制与数据采集系统，其特征在于，数据发送部件将接收到的有缆式智能配水器的注水信息传递给可控起下指令发送与数据接收装置；数据接收部件接收可控起下指令发送与数据接收装置的控制指令和有缆式智能配水器的注水数据。

8.根据权利要求5所述基于近距离无线通信的井下配注控制与数据采集系统，其特征在于，数据处理部件将有缆式智能配水器的数据进行处理，并将实注信息与配注信息进行对比；电源主要用于井下中控装置与有缆式智能配水器供电。

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