CN215108891U - 一种利用环空和油管的无线通讯系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种利用环空和油管的无线通讯系统，包括地面通讯控制装置和注水井，所述地面通讯控制装置与注水井相连，地面通讯控制装置包括注水阀、泄压阀和蓄水池，注水阀的进水端连接有来水管道，注水阀的出水端通过第一管道连接到泄压阀，注水阀的出水端通过第二管道连接到注水井。本利用环空和油管的无线通讯系统，通过顶部环空、第一注水环空和第二注水环空进行能量储存，通过现有油管和来水管道实现能量的快速释放，提高了通讯效率；针对拥有配水间的油田通过将注水阀和泄压阀以及蓄水池设在配水间能够实现通讯的集中。

Description

一种利用环空和油管的无线通讯系统

技术领域

本实用新型涉及油田分层注水技术领域，具体为一种利用环空和油管的无线通讯系统。

背景技术

注水是国内油田的主体开发技术，由于国内油田普遍具有多层、非均质性特点，笼统分注会导致单层突进，因此广泛采用分层注水。随着自动化分层注水技术的不断应用和发展，国内分层注水技术已实现了分层流量的控制和井下参数监测。

在油田分层注水开发的过程中，测调遇阻率高、测试仪器落井频繁、封隔器验封困难，同时注水数字化水平低。为了省去下电缆测试调配工序，提高注水数字化水平，实现在中控室对分注井实施单层流量测试调配，实现流量、压力、温度、封隔器验封等数据实时远传至中控室，开展了数字式智能分层注水技术研究。

目前有缆数字式分注工艺需在油管外捆绑电缆施工，存在现场施工作业复杂、施工效率低、带压作业难度大等问题，为解决上述存在的问题，提出一种利用环空和油管的无线通讯系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种利用环空和油管的无线通讯系统，实现能量的快速释放，提高了通讯效率，解决了现有技术中现场施工作业复杂、施工效率低、带压作业难度大等问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种利用环空和油管的无线通讯系统，包括地面通讯控制装置和注水井，所述地面通讯控制装置与注水井相连，地面通讯控制装置包括注水阀、泄压阀和蓄水池，注水阀的进水端连接有来水管道，注水阀的出水端通过第一管道连接到泄压阀，注水阀的出水端通过第二管道连接到注水井；所述注水井的内部加装有油管，注水井的上端加装有油井套管，油井套管的内壁与油管的外壁间形成顶部环空，所述顶部环空下端的油管上加装有第一封隔器，第一封隔器的上方安装有通讯控制器，所述注水井的下端设置有第一注水环空和第二注水环空。

优选地，所述顶部环空为一个密闭的空间，顶部环空的顶部由采油树密封。

优选地，所述注水井的上端加装有井口传感器，井口传感器通过线路与通讯控制器连接。

优选地，所述第一注水环空与油管的连接端加装有第一井下控制器，第一注水环空的进水端连接有第一井下配水器，第二注水环空与油管的连接端加装有第二井下控制器，第二井下控制器的进水端连接有第二井下配水器。

优选地，所述第一井下配水器和第二井下配水器的进水端连接到注水层。

本利用环空和油管的无线通讯系统，通过顶部环空、第一注水环空和第二注水环空进行能量储存，通过现有油管和来水管道实现能量的快速释放，提高了通讯效率；针对拥有配水间的油田通过将注水阀和泄压阀以及蓄水池设在配水间能够实现通讯的集中。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的设备连接关系图；

图3为本实用新型的开关状态及压力时序变化图。

图中：1、地面通讯控制装置；11、注水阀；12、泄压阀；13、蓄水池；14、来水管道；15、第一管道；16、第二管道；2、注水井；201、油管；202、油井套管；203、顶部环空；204、第一封隔器；205、通讯控制器；206、第一注水环空；207、第二注水环空；208、第一井下控制器；209、第一井下配水器；210、第二井下控制器；211、第二井下配水器；3、井口传感器。

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。

请参阅图1-3，一种利用环空和油管的无线通讯系统，包括地面通讯控制装置1和注水井2，地面通讯控制装置1与注水井2相连，地面通讯控制装置1包括注水阀11、泄压阀12和蓄水池13，注水阀11的进水端连接有来水管道14，注水阀11的出水端通过第一管道15连接到泄压阀12，注水阀11的出水端通过第二管道16连接到注水井2；注水井2的内部加装有油管201，注水井2的上端加装有油井套管202，油井套管202的内壁与油管201的外壁间形成顶部环空203，顶部环空203为一个密闭的空间，顶部环空203的顶部由采油树密封；顶部环空203下端的油管201上加装有第一封隔器204，第一封隔器204的上方安装有通讯控制器205；注水井2的下端设置有第一注水环空206和第二注水环空207，第一注水环空206与油管201的连接端加装有第一井下控制器208，第一注水环空206的进水端连接有第一井下配水器209，第一井下配水器209的进水端连接到注水层；第二注水环空207与油管201的连接端加装有第二井下控制器210，第二井下控制器210的进水端连接有第二井下配水器211，第二井下配水器211的进水端连接到注水层；注水井2的上端加装有井口传感器3，井口传感器3与通讯控制器205电性连接。

该利用环空和油管的无线通讯系统，利用注水井2的顶部环空203和油管201实现井下设备与地面设备的一个双向无线通讯系统，其中油井套管202的内壁与油管201的外壁之间的环形空间称为顶部环空203，顶部环空203为井口到井下第一封隔器204之间的空间，顶部由采油树密封，底部由第一封隔器204密封，所以顶部环空203为一个密闭的空间，如图1所示，通讯控制器205位于第一封隔器204的上方，通过线缆与注水井2下端的第一井下配水器209以及第二井下配水器211相连，通讯控制器205可以通过线缆来获取第一井下配水器209以及第二井下配水器211的各种数据，再通过编码将数据发送给地面通讯控制装置1，发送与接收具体操作如下：

如图2所示，来水管道14的高压水会通过油管201通到地下，由通讯控制器205来控制水是否流入顶部环空203，由第一井下配水器209来控制水是否流入第一注水环空206，由第二井下配水器211来控制水是否流入第二注水环空207；地面上注水阀11控制高压水是否注入油管201，泄压阀12控制油管201中的高压水流入蓄水池13；正常注水情况下，注水阀11和第一井下配水器209以及第二井下配水器211导通，泄压阀12和通讯控制器205断路，此时水流通过油管201流入顶部环空203，为正常工作状态；当地面向下发送信息时，地面注水阀11会断开，此时井下第一井下控制器208、第二井下控制器210、第一井下配水器209和第二井下配水器211均能监测出油管201的压力或流量发生变化，此时井下设备均接收信号，进入接收状态，通讯控制器205会控制第一井下配水器209和第二井下配水器211断开，若断开成功，通讯控制器205会打开阀门使油管201中的压力进入到顶部环空203，顶部环空203直通地面，地面设备通过井口传感器3监测到顶部环空203压力发生变化来确认井下设备已准备就绪，此时地面设备控制泄压阀12打开，使油管201中的压力完全泄掉或泄到能够使井下通讯控制器205监测到，第一井下控制器208、第二井下控制器210监测到油管201压力卸掉之后会关闭第一井下控制器208、第二井下控制器210的阀门，使井下油管201部分为一个死腔；此时若要发送数据只需要注水阀11和泄压阀12相互配合，注水阀11负责使油管201内的压力升高，相当于电路中的高电平，泄压阀12使油管201的压力下降，相当于低电平，这样编码好的数据通过压力的高低变化在油管201内传递到通讯控制器205，通讯控制器205通过解码收到信息，实现数据的下传。当数据上传时，首先是正常注水情况下，通讯控制器205先将第一井下配水器209和第二井下配水器211的阀门关闭，地面注水阀11处的流量减小或截止使地面收到第一井下控制器208、第二井下控制器210的信号准备好接收，第一井下控制器208、第二井下控制器210打开阀门，使油管201内的高压进入到顶部环空203内，井口传感器3监测到顶部环空203压力升高，相当于高电平，当地面监测到高电平后会关闭注水阀11，并打开泄压阀12，将油管201以及顶部环空203中的压力泄掉，此时通讯控制器205监测到油管201中的压力降低，将水嘴关闭，泄压阀12关闭，注水阀11打开，油管201压力上升，若第一井下控制器208和第二井下控制器210发送高电平则阀门打开，若发送低电平，则第一井下控制器208和第二井下控制器210的阀门不动，实现低电平的发送，这样高低电平的变化就可以将井下信息发送到地面。

工作过程如下：正常注水状态时，井口注水阀11开，井口泄压阀12关，第一井下配水器209和第二井下配水器211开，第一井下控制器208和第二井下控制器210关，油管201压力为注水压力，顶部环空203压力为通讯基准压力；通讯开始，井口注水阀11、第一井下配水器209和第二井下配水器211关闭，使油管201形成密闭空间，此时油管201和顶部环空203压力均不变；井口泄压阀12打开，油管201压力被释放压力降低；井口泄压阀12关闭，第一井下控制器208和第二井下控制器210开启，顶部环空203中的压力被释放到油管201，油管201压力升高，顶部环空203的压力降低；井口注水阀11打开，顶部环空203和油管201压力均上升；井口注水阀11关闭，第一井下控制器208和第二井下控制器210关闭，准备下次通讯。

综上所述：本利用环空和油管的无线通讯系统，通过顶部环空203、第一注水环空206和第二注水环空207进行能量储存，通过现有油管201和来水管道14实现能量的快速释放，提高了通讯效率。如图3所示，针对拥有配水间的油田通过将注水阀11和泄压阀12以及蓄水池13设在配水间能够实现通讯的集中，可有效解决现有技术问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种利用环空和油管的无线通讯系统，包括地面通讯控制装置(1)和注水井(2)，其特征在于：所述地面通讯控制装置(1)与注水井(2)相连，地面通讯控制装置(1)包括注水阀(11)、泄压阀(12)和蓄水池(13)，注水阀(11)的进水端连接有来水管道(14)，注水阀(11)的出水端通过第一管道(15)连接到泄压阀(12)，注水阀(11)的出水端通过第二管道(16)连接到注水井(2)，所述注水井(2)的内部加装有油管(201)，注水井(2)的上端加装有油井套管(202)，油井套管(202)的内壁与油管(201)的外壁间形成顶部环空(203)，所述顶部环空(203)下端的油管(201)上加装有第一封隔器(204)，第一封隔器(204)的上方安装有通讯控制器(205)所述注水井(2)的下端设置有第一注水环空(206)和第二注水环空(207)。

2.根据权利要求1所述的一种利用环空和油管的无线通讯系统，其特征在于：所述顶部环空(203)为一个密闭的空间，顶部环空(203)的顶部由采油树密封。

3.根据权利要求1所述的一种利用环空和油管的无线通讯系统，其特征在于：所述注水井(2)的上端加装有井口传感器(3)，井口传感器(3)通过线路与通讯控制器(205)连接。

4.根据权利要求1所述的一种利用环空和油管的无线通讯系统，其特征在于：所述第一注水环空(206)与油管(201)的连接端加装有第一井下控制器(208)，第一注水环空(206)的进水端连接有第一井下配水器(209)，第二注水环空(207)与油管(201)的连接端加装有第二井下控制器(210)，第二井下控制器(210)的进水端连接有第二井下配水器(211)。

5.根据权利要求4所述的一种利用环空和油管的无线通讯系统，其特征在于：所述第一井下配水器(209)与第二井下配水器(211)的进水端连接到注水层。

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