注水井井下水声智能控制调测系统.pdf

一种注水井井下水声智能控制调测系统。主要解决现有偏心分层配水系统测调效率和调测精度低的问题。其特征在于：由串联在注水管柱上的多功能偏心配水器、投捞器、连续可调堵塞器、电动测调仪及地面监控仪组成。该注水井井下水声智能控制调测系统具有测调效率和调测精度高的特点。

1、  一种注水井井下水声智能控制调测系统，包括串联在注水管主上的多功能偏心配水器、投捞器、连续可调堵塞器、电动测调仪及地面监控仪，其特征在于：
上述多功能偏心配水器包括连接在上接头(4)的上连接筒(5)、工作筒(6)、下连接筒(7)、下接头(8)、导向体(9)、扶正体(10)及测调支架(11)，导向体(9)和扶正体(10)置于上连接筒(5)内，扶正体(10)位于导向体(9)下部，工作筒(6)主通道中部有与偏心孔相连通的过水环槽(12)，工作筒(6)侧壁轴向设置有与主通道及下连接筒相通的侧向桥式通道(13)，工作筒(6)下端的下连接筒(7)内设置有测调支架(11)；
上述连续可调堵塞器包括打捞头(14)、压帽(15)、上连接套(16)、主筒(17)、下连接套(18)、进水头(19)、锁紧凸轮(20)、联动轴(21)、水嘴动片(22)、水嘴静片(23)及阻尼片(24)，其中打捞头(14)通过压帽(15)连接在上连接套(16)内，上连接套(16)、主筒(17)、下连接套(18)及带滤网的进水头(19)依次连接，打捞头(14)下部依次连接有锁紧凸轮(20)、联动轴(21)和水嘴动片(22)，水嘴静片(23)置于主筒(17)内，水嘴动片(22)置于水嘴静片(23)内，水嘴静片(23)及主筒(17)侧壁上对应有轴向长条出水孔(25)，水嘴动片(22)下端轴向剖面为倒“V”字形，下连接套(18)内的水嘴静片(23)下部设置有阻尼片(24)；
上述电动测调仪包括连接头(26)、存储筒(27)、信号感应转换器(28)、压力流量感应器(29)、电池(30)、导向体(31)、测调支臂(32)、驱动电动机(33)及调节驱动头(34)，连接头(26)与存储筒(27)相连，存储筒(27)内依次连接有信号感应转换器(28)、压力流量感应器(29)、电池(30)及导向体(31)，可内外移动的测调支臂(32)铰链在存储筒(27)轴向槽内，测调支臂(32)下依次连接有驱动电动机(33)及调节驱动头(34)。

注水井井下水声智能控制调测系统
技术领域：
本发明涉及油田采油领域中注水井所用的注水测试系统，尤其是注水井井下水声智能控制调测系统。
背景技术：
随着油田的开发，地层压力递减，为了保持地层压力，油田普遍采用注水系统提高地层的压力，从而提高采收率。目前油田分层注水一直沿用常规665型分层配水管柱及其配套测调系统，从配水管柱看，无法在这种管柱上同时实现常规递减法测调和压力水量的单层测调，管柱功能单一；从调测系统上看，该技术采用投捞配水堵塞器，更换其中的配水嘴大小来实现分层流量的调配，由于配水嘴按级别划分，得反复投捞堵塞器，因此不连续，无法完全满足水量调配的要求。受测调系统限制，原配水系统还存在调配过程和测调过程不同步，测调数据和调配结果无法在地面同步获得，测调过程繁琐等问题，调测精度和工作效率均较低。
发明内容：
为了克服现有偏心分层配水系统测调效率和调测精度低的不足，本发明提供一种注水井井下水声智能控制调测系统，该注水井井下水声智能控制调测系统不仅测调效率和调测精度高，而且还能进行单层压力水量测调又能采用常规方法验封、常规递减法测调，实现了分层注水井各层段流量的井下电动调测、测调过程地面实时监控、各项测调资料数据的地面同步录取。
本发明的技术方案是：该注水井井下水声智能控制调测系统包括串联在注水管柱上的多功能偏心配水器、投捞器、连续可调堵塞器、电动测调仪及地面监控仪。
本发明具有的有益效果是：该注水井井下水声智能控制调测系统由于采用了上述方案，主要在多功能配水器工作筒上开了侧向桥式通道，在连续可调堵塞器主筒内增加了水嘴静片和水嘴动片，地面监控仪采用声纳技术控制电动测调仪，电动测调仪控制水嘴动片改变出水孔的截流面积，实现电动调测。与常规偏心配水配水系统相比，井下系统管柱既能采用常规方式验封、递减法测调，又能实现单层压力水量的测调。在水量测调调测方法上实现了各层段流量的井下电动调测、地面实时监控、井下测调数据资料同步录取、数据信号的直接传输，系统上与常规偏心配水系统有本质区别。常规注水系统平均单井测调时间为5天，该系统单井测调时间仅1天，提高工作效率5倍。同时，由于连续可调堵塞器水嘴动片控制过水面积连续性较好，提高测调的精度，另外，应用该技术实现下井一次，测调全井水量，减少了常规系统反复投捞、起下仪器工作量，降低劳动强度5倍以上，降低了采油成本，有得推广应用。
附图说明：
附图1是多功能偏心配水器结构示意图；
附图2是连续可调堵塞器结构示意。
附图3是电动测调仪结构示意。
图中4-上接头，5-上连接筒，6-工作筒，7-下连接筒，8-下接头，9-导向体，10-扶正体，11-测调支架，12-过水环槽，13-侧向桥式通道，14-打捞头，15-压帽，16-上连接套，17-主筒，18-下连接套，19-进水头，20-锁紧凸轮，21-联动轴，22-水嘴动片，23-水嘴静片，24-阻尼片，25-出水孔，26-连接头，27-存储筒，28-信号感应转换器，29-压力流量感应器，30-电池，31-导向体，32-测调支臂，33-驱动电动机，34-调节驱动头。
具体实施方式：
下面结合附图将对本发明作进一步说明：
由附图所示，该注水井井下水声智能控制调测系统包括串联在注水管柱上的多功能偏心配水器、投捞器、连续可调堵塞器、电动测调仪及地面监控仪，采用现有投捞器将连续可调堵塞器投放到多功能偏心配水器的偏心孔内，再通过现有的地面监控仪控制电动测调仪，实现各层段流量的井下电动调测、测调地面实时监控、各项测调资料数据的地面同步录取；多功能偏心配水器，包括上接头4上连接的上连接筒5、工作筒6、下连接筒7、下接头8、导向体9、扶正体10及测调支架11，导向体9置于上连接筒5上部内，扶正体10置于上连接筒5内导向体9下，由下导向改为上导向，使投捞更为顺利。工作筒6主通道中部有与偏心孔相连通的过水环槽12，工作筒6侧壁轴向有与主通道及下连接筒相通的侧向桥式通道13，过水环槽12起防堵防卡，侧向桥式通道13用单层压力流量测调，在单层压力流量测调井液由侧向桥式通道13流入下层，由于采用增加了过水环槽12和侧向桥式通道13设计，从而实现了常规验封、测调和单层压力水量测调，工作筒6下端下连接筒5内置有测调支架11，测调支架11主要是为管柱验封时验封工具支爪的定位，起定位和支撑作用；连续可调堵塞器，由打捞头14、压帽15、上连接套16、主筒17、下连接套18、进水头19、锁紧凸轮20、联动轴21、水嘴动片22、水嘴静片23及阻尼片24组成，打捞头14是起与投捞器连接作用的，压帽15、上连接套16、主筒17及下连接套18是起连接作用的，水是由进水头19进入该堵塞器的，锁紧凸轮20是起锁紧固定作用的，通过联动轴21将电动测调仪的驱动电动机33传输给水嘴动片22，通过水嘴动片22的转动改变水嘴静片23上出水孔25的截流大小，通过阻尼片24降低进水压力，防止进水破坏水嘴静片23，打捞头14通过压帽15连接在上连接套16内，上连接套16、主筒17、下连接套18及带滤网的进水头19依次连接，打捞头14下依次连接有锁紧凸轮20、联动轴21、水嘴动片22，水嘴静片23置于主筒17内，水嘴动片22置于水嘴静片23内，水嘴静片23及主筒17侧壁上对应有轴向长条出水孔25的，水嘴动片23下端轴向剖面为倒“V”字形，下连接套18内水嘴静片23下置有阻尼片24；电动测调仪，由连接头26、存储筒27、信号感应转换器28、压力流量感应器29、电池30、导向体31、测调支臂32、驱动电动机33及调节驱动头34组成，通过连接头26与测调钢丝连接，通过存储筒27连接各部件，通过信号感应转换器28将井下感应信号转化为数字信号，并将数字信号发到地面监控仪和接收地面监控仪发出的信号，信号的发射和接收采用无线的声纳技术，通过压力流量感应器29采集压力和流量数据，通过电池30向信号感应转换器28和压力流量感应器29提供电源，通过导向体31引导电动测调仪与连续可调堵塞器准确对接，通过测调支臂32内外自动伸缩使电动测调仪3能够顺利起下和调节驱动头34与连续可调堵塞器对接，通过驱动电动机33及调节驱动头34向连续可调堵塞器提供动力，连接头26与存储筒27相连，存储筒27内依次连接有信号感应转换器28、压力流量感应器29、电池30及导向体31，可内外自动移动的测调支臂32铰链在存储筒27轴向槽内，测调支臂32下依次连接有驱动电动机33及调节驱动头34，信号感应转换器28通过导线依次与压力流量感应器29、电池30及测调支臂32相连通。
实际使用时，先将多功能配水器作业下入预定位置，根据单井具体情况按照方案设计要求将一个或多个多功能配水器与其它配套井下工具组成的管柱随作业下到预定位置，以后调测时就不用在起下将多功能配水器。按要求释放封隔器。再将连续可调堵塞器安装投送头与投捞器投送头相连，并收入回收槽内锁紧，用测调钢丝将投捞器下过待投层段多功能配水器的偏心孔内，上提投捞器，连续可调堵塞器在投入瞬间锁紧凸轮20锁紧在偏孔内。然后在地面用钢丝与电动测调仪相连，通过地面绞车输送用钢丝输送电动测调仪至偏心位置并与连续可调堵塞器进行对接，通过地面监控仪向井下发出命令，弹开测调支臂32。对接情况可通过电动测调仪发出的信号传至地面监控仪。工作时，压力流量感应器29将井下实时压力流量数据传给信号感应转换器28，信号感应转换器28再传给地面监控仪变成数据信号，地面控制仪对数据信号进行分析和录取，根据需要地面监控仪发出指令，控制驱动电动机33，驱动电动机33通过调节驱动头带动打捞头14、联动轴21及水嘴动片22旋转，控制水嘴动片22相对动静片做正反旋转运动，改变截流出水孔25大小，控制出水量变化。本层调测合格后上提电动测调仪，地面发出命令，电动测调仪与连续可调堵塞器的对接部分脱开，收回测调臂，在继续下放电动测调仪与其他层多功能偏心配水器配合，调测其他层段。从而提高测调的精度，实现下井一次，测调全井水量，减少了常规工艺反复投捞、起下仪器工作量，降低劳动强度。简化了测调工艺，达到调配过程和测调过程同步进行的目的，扩展了管柱功能。由此实现各层段流量的井下电动调测，地面监控仪与计算机相连，可实现测调地面实时监控、各项测调资料数据的地面同步录取。
综上所述，该系统主要是将改进后的多功能偏心配水器、连续可调堵塞器及新设计的电动测调仪与现有的地面监控仪和投捞器组合起来应用，根据单井设计层数要求，在注水管柱上串联相应的多功能偏心配水器，通过投捞器将相应的连续可调堵塞器投入多功能偏心配水器偏心内，在测调时，通过电动测调仪对要求层连续可调堵塞器进行调节，改变注水量，同时通过电动测调仪上压力流量感应器29对该层压力和流量进行测调，最后通过地面监控仪接收各项测调资料数据和地面实时监控，控制电动测调仪调节连续可调堵塞器。所以说该注水井井下水声智能控制调测系统不仅测调效率和调测精度高，而且还能进行单层压力水量测调又能采用常规方法验封、常规递减法测调，实现了分层注水井各层段流量的井下电动调测、测调过程地面实时监控、各项测调资料数据的地面同步录取。
该注水井井下水声智能控制调测系统在X10-3-221井应用时，与常规偏心配水配水系统相比，常规注水系统平均单井测调时间为5天，该系统单井测调时间仅1天，提高工作效率5倍。同时，由于连续可调堵塞器控制过水面积连续性较好，提高测调的精度，测调精度提高了一个级别，另外，应用该系统实现下井一次，测调全井水量，减少了常规系统反复投捞、起下仪器工作量，降低劳动强度5倍以上。