智能注水装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种智能注水装置及方法，该智能注水装置包括阀门，井口流量计和井下压差配水器，该阀门位于采油树上，通过调节该阀门，形成所需要的压力波，并向该井下压差配水器发送压力编码，该井口流量计计量注入流量，该井下压差配水器接收压力编码，并将其进行解码，得到调节指令，以根据调节指令控制其电机正转或反转至某一个开度，使之产生可调水嘴的过流面积S变化，进行流量调节。本发明专利技术不需要向地面发送井下各层配注量，各层流量通过地面井口流量计直读，数据更加可靠；注水时，能够自动调节因压力波动带来的流量变化，确保恒流注水；注水后期，只需重复前期的调配过程，能够校准因腐蚀结垢带来的过流面积误差，提高注水时效。

【技术实现步骤摘要】
智能注水装置及方法
本专利技术涉及油田分层注水井工艺
，特别是涉及到一种智能注水装置及方法。
技术介绍
近年来，注水井测调一体化技术得到了突飞猛进的发展，以中国专利ZL200910018261.5《同心式一体化测调注水工艺装置》为代表的有缆式测调一体化技术，通过绞车用单芯钢丝电缆作业，把一个集中了(流量与压力、温度)测试仪、定位装置和动力系统的测调仪器下入到可调式配水装置内，通过地面控制，发出测试、调配指令，完成测试和调配工作，同时地面上可以实时显示测调数据，解决了传统空心配水工艺分层级数的受限问题，实现了不限级数的分层注水。随着分注井数和测调工作量将大幅度上升，按照每季度测调一次的原则，测调工作量快速增长与设备和人员不足的矛盾成为进一步提高注水“三率”的制约因素。同时，该技术受井斜影响及结垢较大，当井斜超过50°或者结垢严重时，仪器下入困难，进一步制约了注水“三率”。以中国专利ZL201110446514.6《一种电缆式注水井调配装置及方法》为代表的电缆式测调一体化技术，该技术在地面将各注水层井下测调配水器的设定流量值输入地面控制芯片，经地面控制芯片的地面编解码单元编码后传送至各井下控制芯片(包括流量传感器)的井下编解码单元；将井下编解码单元解码后的设定流量值发送给各注水层的电机控制单元，调节注水；以电缆为载体，使用一根电缆连接井下单个或多个注水层位的测调配水器，同时测取多个层位的流量、压力和温度数据。该技术在完井时需要跟随下入电缆，电缆连接各个配水器的同时，还需要穿越封隔器，下入风险较大，薄弱点较多，重要的是铠装电缆价格昂贵，不适用于目前低油价下的注水开发。同时，上述两种技术系列，在井下使用时，都存在温度漂移，测调精度存在误差。为此我们专利技术了一种新的智能注水装置及方法，解决了以上技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种各层流量可以通过地面井口流量计直读，数据更加可靠的智能注水装置及方法。本专利技术的目的可通过如下技术措施来实现：智能注水方法，该智能注水装置包括阀门，井口流量计和井下压差配水器，该阀门位于采油树上，通过调节该阀门，形成所需要的压力波，并向该井下压差配水器发送压力编码，该井口流量计计量注入流量，该井下压差配水器接收压力编码，并将其进行解码，得到调节指令，以根据调节指令控制其电机正转或反转至某一个开度，使之产生可调水嘴的过流面积S变化，进行流量调节。本专利技术的目的还可通过如下技术措施来实现：该智能注水装置还包括分层封隔器，该分层封隔器将智能测调注水工艺管柱坐封到预定油层位置。所述井下压差配水器具有多个，均位于智能测调注水工艺管柱内，被固定在不同的油层中。压力编码中包括地址码和位置码，该地址码代表发送压力编码给所述多个井下压差配水器中的哪一个井下压差配水器，该位置码为根据该井口流量计测得的注入流量数据与该层地质配注量比较，以控制该井下压差配水器进行调节。该井下压差配水器测量该井下压差配水器的嘴前与嘴后的压力差值ΔP，并记录过流面积S，该层流量Q＝k×S×ΔP,其中，系数k为定值，该井下压差配水器根据压力差值ΔP与过流面积S乘积，判断该井下压差配水器监测到的流量是否超过原标定流量的误差，并在超过原标定流量的误差时，该井下压差配水器进行自动调节。该井下压差配水器检测到ΔP与过流面积S两者乘积变化超过到一定误差，则该井下压差配水器调节关小水嘴一档，并与原记录水量相比，判断是否比原记录水量偏大，如果调节后水量不比原记录水量偏大，则结束调节，如果调节后水量比原记录水量偏大，则返回到调节关小水嘴的步骤，继续进行调节。该井下压差配水器检测到ΔP与过流面积S两者乘积变化减小到一定误差，则该井下压差配水器调节开大水嘴一档，并与原记录水量相比，判断是否比原记录水量偏小，如果调节后水量不比原记录水量偏小，则结束调节，如果调节后水量比原记录水量偏小，则返回到调节开大水嘴的步骤，继续进行调节。本专利技术的目的还可通过如下技术措施来实现：智能注水方法，该智能注水方法采用了位于智能测调注水工艺管柱内的多个井下压差配水器，该智能注水方法包括：步骤1，智能测调注水工艺管柱正常注水，读取井口流量计计量的数值，获取所述多个井下压差配水器中的一个井下压差配水器所在油层的注入流量；步骤2，操作采油树上的阀门，向所述多个井下压差配水器发送压力编码，所述多个井下压差配水器中的该井下压差配水器接收压力编码，并将其进行解码，得到调节指令，以根据调节指令控制其电机正转或反转至某一个开度，使之产生可调水嘴的过流面积S变化，进行流量调节；步骤3，确保注入压力不变，重复步骤(1)(2)，使全井各层在相同的压力下达到配注；步骤4，注水井日后运行中，所述多个井下压差配水器进行自动调节，保持要求的配注。本专利技术的目的也可通过如下技术措施来实现：该智能注水方法还包括，在步骤1之前，下入智能测调注水工艺管柱，安装注水采油树，包括井口流量计，并通过分层封隔器将智能测调注水工艺管柱坐封到预定油层位置。在步骤2中，压力编码中包括地址码和位置码，该地址码代表发送压力编码给所述多个井下压差配水器中的哪一个井下压差配水器，该位置码为根据井口流量计测得的注入流量数据与该层地质配注量比较，以控制该井下压差配水器进行调节。在步骤1中，观察井口流量计变化，测调稳定一段时间，调节稳定期内，确保井口流量计读出的数值在工程合理误差范围之内，此时的井口流量就是该层的注入流量。在步骤4中，该井下压差配水器测量测量该井下压差配水器的嘴前与嘴后的压力差值ΔP，并记录过流面积S，该层流量Q＝k×S×ΔP,其中，系数k为定值，该井下压差配水器根据压力差值ΔP与过流面积S乘积，判断该井下压差配水器监测到的流量是否超过原标定流量的误差，并在超过原标定流量的误差时，该井下压差配水器进行自动调节。在步骤4中，该井下压差配水器检测到ΔP与过流面积S两者乘积变化超过到一定误差，则该井下压差配水器调节关小水嘴一档，并与原记录水量相比，判断是否比原记录水量偏大，如果调节后水量不比原记录水量偏大，则结束调节，如果调节后水量比原记录水量偏大，则返回到调节关小水嘴的步骤，继续进行调节。在步骤4中，该井下压差配水器检测到ΔP与过流面积S两者乘积变化减小到一定误差，则该井下压差配水器调节开大水嘴一档，并与原记录水量相比，判断是否比原记录水量偏小，如果调节后水量不比原记录水量偏小，则结束调节，如果调节后水量比原记录水量偏小，则返回到调节开大水嘴的步骤，继续进行调节。该智能注水方法还包括，在步骤4之后，在一预定时间段后，停止智能测调注水工艺管柱注水，流程返回到步骤1，根据井口流量计测得的注入流量数据与该层设定的地质配注量比较，操作采油树上的阀门，调节该井下压差配水器，控制其电机正转或反转至某一个开度，将过流面积调整为S1，以实现对该井下压差配水器的可调水嘴的校准。本专利技术中的智能注水装置及方法，针对现有技术的不足和缺点，通过井下压差配水器与井口流量计的有机配合，提出一种能够实现无线智能注水的装置及方法，该方法不需要向地面发送井下各层配注量，各层流量可以通过地面井口流量计直读，数据更加可靠；注水时，该方法能够自动调节因压力波动带来的流量变化，确保恒流注水；注水后期，只需重复前期的调配过程，能够通过校准因腐蚀结垢带来的过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.智能注水装置，其特征在于，该智能注水装置包括阀门，井口流量计和井下压差配水器，该阀门位于采油树上，通过调节该阀门，形成所需要的压力波，并向该井下压差配水器发送压力编码，该井口流量计计量注入流量，该井下压差配水器接收压力编码，并将其进行解码，得到调节指令，以根据调节指令控制其电机正转或反转至某一个开度，使之产生可调水嘴的过流面积S变化，进行流量调节。

【技术特征摘要】
1.智能注水装置，其特征在于，该智能注水装置包括阀门，井口流量计和井下压差配水器，该阀门位于采油树上，通过调节该阀门，形成所需要的压力波，并向该井下压差配水器发送压力编码，该井口流量计计量注入流量，该井下压差配水器接收压力编码，并将其进行解码，得到调节指令，以根据调节指令控制其电机正转或反转至某一个开度，使之产生可调水嘴的过流面积S变化，进行流量调节。2.根据权利要求1所述的智能注水装置，其特征在于，该智能注水装置还包括分层封隔器，该分层封隔器将智能测调注水工艺管柱坐封到预定油层位置。3.根据权利要求1所述的智能注水装置，其特征在于，所述井下压差配水器具有多个，均位于智能测调注水工艺管柱内，被固定在不同的油层中。4.根据权利要求3所述的智能注水装置，其特征在于，压力编码中包括地址码和位置码，该地址码代表发送压力编码给所述多个井下压差配水器中的哪一个井下压差配水器，该位置码为根据该井口流量计测得的注入流量数据与该层地质配注量比较，以控制该井下压差配水器进行调节。5.根据权利要求1所述的智能注水装置，其特征在于，该井下压差配水器测量该井下压差配水器的嘴前与嘴后的压力差值ΔP，并记录过流面积S，该层流量Q＝k×S×ΔP,其中，系数k为定值，该井下压差配水器根据压力差值ΔP与过流面积S乘积，判断该井下压差配水器监测到的流量是否超过原标定流量的误差，并在超过原标定流量的误差时，该井下压差配水器进行自动调节。6.根据权利要求5所述的智能注水装置，其特征在于，该井下压差配水器检测到ΔP与过流面积S两者乘积变化超过到一定误差，则该井下压差配水器调节关小水嘴一档，并与原记录水量相比，判断是否比原记录水量偏大，如果调节后水量不比原记录水量偏大，则结束调节，如果调节后水量比原记录水量偏大，则返回到调节关小水嘴的步骤，继续进行调节。7.根据权利要求5所述的智能注水装置，其特征在于，该井下压差配水器检测到ΔP与过流面积S两者乘积变化减小到一定误差，则该井下压差配水器调节开大水嘴一档，并与原记录水量相比，判断是否比原记录水量偏小，如果调节后水量不比原记录水量偏小，则结束调节，如果调节后水量比原记录水量偏小，则返回到调节开大水嘴的步骤，继续进行调节。8.智能注水方法，其特征在于，该智能注水方法采用了位于智能测调注水工艺管柱内的多个井下压差配水器，该智能注水方法包括：步骤1，智能测调注水工艺管柱正常注水，读取井口流量计计量的数值，获取所述多个井下压差配水器中的一个井下压差配水器所在油层的注入流量；步骤2，操作采油树上的阀门，向所述多个井下压差配水器发送压力编码，所述多个井下压差配水器中的该井下压差配水器接收压力编码，并将其进行解码，得到调节指令，以根据调节指令控制其电机...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾庆升，宋辉辉，任从坤，黄辉才，张福涛，李勇，张雷，许玲玲，李德忠，田俊，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：山东,37