一种智能井下分层试井配注器及流量自动控制与测试系统技术方案

本发明专利技术一种智能井下分层试井配注器及流量自动控制与测试系统，属于油田注水开发技术领域，自控水嘴的进水口与过流管连接，自控水嘴的出水口一端延伸至上接头内通过上接头与上接头外部连接，进水口和出水口之间设置有流量计；上接头连接有用于监测获得上接头外部压力并计算获得水嘴所需流量的试井测试短节；下接头上连接有用于获取试井测试短节数据并控制自控水嘴开度的控制存储模块和电池单元，控制存储模块分别与电池单元、流量计、试井测试短节和自控水嘴电连接。

【技术实现步骤摘要】
一种智能井下分层试井配注器及流量自动控制与测试系统
本专利技术涉及油田注水开发
，具体涉及一种智能井下分层试井配注器及流量自动控制与测试系统。
技术介绍
国内油田多采用注水开发，并认为注水开发为最经济有效的技术手段。目前各油田多采用桥式偏心、桥式同心等机械式分层注水工艺方式，该方式人员依赖程度较大，整个过程需要人员长时间手工操作，分层流量控制多采用注水动态及经验分析，给出分层流量指标，通过人工作业完成分层流量控制。目前注水井的作业一般要进行测试、调控，和注水这三个阶段，就需要在测试的过程中，下入测试工具获得测试数据，结合测试数据制定调控方案，将调控方案从地面传递到井下要下入测调仪器，正式注水时，只能依靠地面控制系统进行全井注水量的控制。专利技术人在实现本专利技术实施例的过程中，发现
技术介绍
中至少存在以下缺陷：现有技术需要在不同的阶段下入不同的仪器，每个阶段都要人工起下仪器进行井下作业，才能实现测试与控制，浪费人力、物力及时间；另外分层动态数据无法实时监测，这样就造成了各阶段人工复杂的下入和起下工作，工作量大，过程长，成本高。
技术实现思路
本专利技术提供一种智能井下分层试井配注器及流量自动控制与测试系统，目的在于，减少分层注水各阶段的工作量，减少仪器的多次起下仪器步骤，实现分层动态数据的实时监测，节省人力、物力和时间的成本，使分层注水控制的过程减短。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种智能井下分层试井配注器，包括工作筒，套接在所述工作筒内的过流管，以及分别连接在所述工作筒两端的上接头及下接头，所述工作筒、过流管、上接头和下接头形成环形密封腔体；所述环形密封腔体内设置有流量计、自控水嘴、试井测试短节、控制存储模块和电池单元，自控水嘴的进水口与过流管连接，自控水嘴的出水口一端延伸至上接头内通过上接头与上接头外部连接，进水口和出水口之间设置流量计；上接头连接有试井测试短节；下接头上连接有电池单元和用于获取试井测试短节数据并控制自控水嘴的控制存储模块，控制存储模块分别与电池单元、流量计、试井测试短节和自控水嘴电连接。所述自控水嘴还包括控流阀、连杆和进水口与出水口之间的控流腔体，所述控流阀由阀套和阀芯组成，所述控流腔体内所述控流阀的阀套固定在所述控流腔体内壁,所述控流阀的阀芯与连杆一端连接，连杆的另一端具有滚珠丝杠组件和驱动电机，连杆通过滚珠丝杠组件与驱动电机同轴连接，当驱动电机通过滚珠丝杠组件将连杆伸出时，所述控流腔体内所述控流阀打开，进水口和出水口之间连通；当驱动电机通过滚珠丝杠组件将连杆缩回时，所述控流腔体内所述控流阀关闭，进水口和出水口之间关闭。所述滚珠丝杠组件包括滚珠丝杠副和用于所述滚珠丝杠副的螺母径向固定及轴向滑动的导轨槽，当所述滚珠丝杠副的丝杠旋转时，所述滚珠丝杠副的螺母沿所述导轨槽轴向滑动；所述螺母一端延伸形成用于所述丝杠可全部深入所述螺母内部的内腔，所述螺母延伸的一端与连杆连接，所述螺母另一端与所述丝杠配合连接；所述丝杠与驱动电机同轴传动连接，所述导轨槽平行于驱动电机的电机轴，所述导轨槽和驱动电机相对固定。所述连杆、控流腔体和滚珠丝杠组件外具有外壳，所述连杆、控流腔体和滚珠丝杠组件位于所述外壳内部，进水口通过所述外壳和过流管连通，出水口通过所述外壳与注水油层连通，位于所述壳体内的所述控流阀两端设置有用于将内部压力传递至所述控流阀一端的第一平衡压力腔和用于将内部压力传递至所述控流阀另一端的第二平衡压力腔，第一平衡压力腔和第二平衡压力腔与过流管连通。所述驱动电机为伺服电机，所述伺服电机上包含位标器和控制电路，所述控制电路和所述位标器组成位标器伺服控制系统，控制存储模块通过所述位标器伺服控制系统和所述伺服电机电连接。所述位标器由霍尔传感器和磁钢组成，所述位标器固定在所述伺服电机上端,套装在所述外壳内部。所述上接头连接有用于传输控制存储模块内所存储数据的无线通讯模块，无线通讯模块与控制存储模块电连接。一种多级分层注水管柱,包括权利要求7所述的智能井下分层试井配注器。它至少包括具有权利要求8所述的智能井下分层试井配注器的多级分层注水管柱；无线控制仪，所述无线控制仪包括：用于可深入过流管内的壳体，壳体前端连接天线，壳体尾部设置有电缆接头和定位爪，壳体尾部通过定位爪连接电缆接头；所述壳体内密封设置有主控模块、磁定位短节和用于与无线通讯模块短距离通讯的通讯模块，主控模块分别与电缆接头、主控模块、通讯模块和定位爪电连接；当用于与上接头变径处对接的定位爪打开并经过上接头时，所述无线控制仪通过定位爪与上接头连接。所述多级分层注水管柱包括套管保护封隔器、层间封隔器和井下附件，所述一种智能井下分层试井配注器连接于套管保护封隔器和井下附件之间，两相邻所述一种智能井下分层试井配注器之间通过层间封隔器依次连接，注水井井口处的油管通过套管保护封隔器与最顶端的所述一种智能井下分层试井配注器连接，最底端的所述一种智能井下分层试井配注器下端连接井下附件，所述井下附件包括依次连接的预置工作筒、双作用凡尔、筛管和丝堵。本专利技术的有益效果是，实现了智能油田分层流量智能化控制，全过程采用试井解释，数据客观可靠，人为因素小，动态数据监测和控制注水时操作简单方便，同时保证油田注水平稳科学，节省人工的人力、物力及时间，减少分层注水各阶段的工作量，可以迅速控制分层注水的注水量，减少了分层注水的起下成本。以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1为本专利技术一种智能井下分层试井配注器的前视内部结构图。图2为本专利技术一种智能井下分层试井配注器的后视内部结构图。图3为本专利技术一种智能井下分层试井配注器内自控水嘴的正视剖面结构图。图4为图3的A处俯视剖面放大结构图。图5为本专利技术一种智能井下分层试井配注器内自控水嘴的外部结构图。图6为本专利技术一种智能井下分层试井配注器的自控水嘴内试井测试短节的结构示意图。图7为本专利技术一种智能井下分层试井流量自动控制与测试系统内集成试井控制配注工具的剖视结构图。图8为本专利技术一种智能井下分层试井流量自动控制与测试系统结构示意图。图9为本专利技术一种智能井下分层试井配注器中试井测试短节所测压力随时间变化的曲线图。图10为本专利技术一种智能井下分层试井配注器中试井测试短节所测双对数曲线数据图。图中标记为：1、上接头；2、过流管；3、下接头；4、无线通讯模块；5、试井测试短节；6、自控水嘴；7、电池单元；8、控制存储模块；9、流量计；10、电缆接头；11、定位爪；12、磁定位短节；13、壳体；14、主控模块；15、通讯模块；16、天线；17、套管保护封隔器；18、一种智能井下分层试井配注器；19、层间封隔器；20、第二平衡压力腔；21、第一平衡压力腔；22、驱动电机；23、阀套；24、阀芯；25、滚珠丝杠组件；26、连杆；27、霍尔传感器；28、磁钢；29、进水口；30、出水口；31、工作筒。具体实施方式实施例1一种智能井下分层试井配注器包括工作筒31，套接在所述工作筒31内的过流管2，以及分别连接在所述工作筒31两端的上接头1及下接头3，所述工作筒31、过流管2、上接头1和下接头3形成环形密封腔体；所述环形密封腔体内设置有流量计9、自控水嘴6、试井测试短节5、控制存储模块8和电池单元7，自控水嘴6的进水口29与过流管2连接，自控水嘴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能井下分层试井配注器，其特征在于，包括工作筒（31），套接在所述工作筒（31）内的过流管（2），以及分别连接在所述工作筒（31）两端的上接头（1）及下接头（3），所述工作筒（31）、过流管（2）、上接头（1）和下接头（3）形成环形密封腔体；所述环形密封腔体内设置有流量计（9）、自控水嘴（6）、试井测试短节（5）、控制存储模块（8）和电池单元（7），自控水嘴（6）的进水口（29）与过流管（2）连接，自控水嘴（6）的出水口（30）一端延伸至上接头（1）内通过上接头（1）与上接头（1）外部连接，进水口（29）和出水口（30）之间设置流量计（9）；上接头（1）连接有试井测试短节（5）；下接头（3）上连接有电池单元（7）和用于获取试井测试短节（5）数据并控制自控水嘴（6）的控制存储模块（8），控制存储模块（8）分别与电池单元（7）、流量计（9）、试井测试短节（5）和自控水嘴（6）电连接。

【技术特征摘要】
1.一种智能井下分层试井配注器，其特征在于，包括工作筒（31），套接在所述工作筒（31）内的过流管（2），以及分别连接在所述工作筒（31）两端的上接头（1）及下接头（3），所述工作筒（31）、过流管（2）、上接头（1）和下接头（3）形成环形密封腔体；所述环形密封腔体内设置有流量计（9）、自控水嘴（6）、试井测试短节（5）、控制存储模块（8）和电池单元（7），自控水嘴（6）的进水口（29）与过流管（2）连接，自控水嘴（6）的出水口（30）一端延伸至上接头（1）内通过上接头（1）与上接头（1）外部连接，进水口（29）和出水口（30）之间设置流量计（9）；上接头（1）连接有试井测试短节（5）；下接头（3）上连接有电池单元（7）和用于获取试井测试短节（5）数据并控制自控水嘴（6）的控制存储模块（8），控制存储模块（8）分别与电池单元（7）、流量计（9）、试井测试短节（5）和自控水嘴（6）电连接。2.如权利要求1所述一种智能井下分层试井配注器，其特征在于，所述自控水嘴（6）还包括控流阀、连杆（26）和进水口（29）与出水口（30）之间的控流腔体，所述控流阀由阀套（23）和阀芯（24）组成，所述控流腔体内所述控流阀的阀套（23）固定在所述控流腔体内壁,所述控流阀的阀芯（24）与连杆（26）一端连接，连杆（26）的另一端具有滚珠丝杠组件（25）和驱动电机（22），连杆（26）通过滚珠丝杠组件（25）与驱动电机（22）同轴连接，当驱动电机（22）通过滚珠丝杠组件（25）将连杆（26）伸出时，所述控流腔体内所述控流阀打开，进水口（29）和出水口（30）之间连通；当驱动电机（22）通过滚珠丝杠组件（25）将连杆（26）缩回时，所述控流腔体内所述控流阀关闭，进水口（29）和出水口（30）之间关闭。3.如权利要求2所述一种智能井下分层试井配注器，其特征在于，所述滚珠丝杠组件（25）包括滚珠丝杠副和用于所述滚珠丝杠副的螺母径向固定及轴向滑动的导轨槽，当所述滚珠丝杠副的丝杠旋转时，所述滚珠丝杠副的螺母沿所述导轨槽轴向滑动；所述螺母一端延伸形成用于所述丝杠可全部深入所述螺母内部的内腔，所述螺母延伸的一端与连杆（26）连接，所述螺母另一端与所述丝杠配合连接；所述丝杠与驱动电机（22）同轴传动连接，所述导轨槽平行于驱动电机（22）的电机轴，所述导轨槽和驱动电机（22）相对固定。4.如权利要求3所述一种智能井下分层试井配注器，其特征在于，所述连杆（26）、控流腔体和滚珠丝杠组件（25）外具有外壳，所述连杆（26）、控流腔体和滚珠丝杠组件（25）位于所述外壳内部，进水口（29）通过所述外壳和...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨玲智，陆红军，姚斌，姬振宁，于九政，毕福伟，胡改星，王子建，刘延青，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11