一种井下生产调节系统及方法技术方案

本申请公开了一种井下生产调节系统，地面控制器用于将用户输入的控制指令发送至井下控制器；井下控制器用于根据控制指令生成驱动信号，并将驱动信号发送至井下动力与传动机构；井下动力与传动机构用于根据驱动信号驱动井下节流装置的可动部件；井下节流装置用于在井下动力与传动机构的驱动作用下调节可动部件的位置，以便调节井下节流装置的节流口的通流面积大小，实现井下生产调节。本申请通过井下控制器根据地面控制器发送的控制指令，驱动井下动力与传动机构调节井下节流装置节流口通流面积的大小，在实现防治天然气水合物的同时，有效提高了生产调节效率。本申请还公开了一种井下生产调节方法，同样具有上述有益效果。

A regulation system and method for downhole production

The invention discloses an underground production control system, the ground controller is used to send the control commands sent to the downhole controller user input; downhole controller is used to generate a driving signal according to the control instruction, and drive signals will be sent to the underground power and transmission mechanism; underground power and transmission mechanism for moving parts according to the drive signal of downhole throttling device; downhole throttling device is used for driving role in underground power and transmission mechanism of the position adjustment of the movable parts, throttle to adjust downhole throttling device in the flow area of the size of the underground production, regulation. According to the control instructions sent by the ground controller, the downhole power and transmission mechanism can drive the downhole throttle device to regulate the size of the throttling orifice area, which effectively improves the production regulation efficiency while preventing and curing natural gas hydrate. The application also discloses a method for regulating the downhole production, and also has the beneficial effect.

【技术实现步骤摘要】
一种井下生产调节系统及方法
本申请涉及井下资源开采
，特别涉及一种井下生产调节系统及方法。
技术介绍
随着经济的快速发展，现代工业对井下资源尤其是天然气的需求量不断地增长。天然气水合物是由天然气与水在低温条件下形成的类冰状的结晶物质。在天然气的开采系统中，总是不可避免地会生成天然气水合物。这是因为，为了满足生产和运输的需要，气井井口处的输气管道中一般设置有节流阀，而节流本身就是一个降温的过程，因而会导致天然气水合物的生成。由于天然气水合物会阻塞开采系统的油管、计量孔板以及地面管道等，导致开采设备的热传导受碍，轻则影响气井的正常生产，重则危及工作人员和开采设备的安全，因此，对天然气水合物的防治工作至关重要。现有技术中，为了抑制天然气水合物的生成，通常会向气井的井筒内投放热力学抑制剂(主要成分为甲醇和乙二醇)，但是，这种方法不可避免地会对环境造成破坏。现有技术中另一种防治天然气水合物的方法是将节流装置安装在气井的井筒中，利用地下的高温环境，避免节流之后温度过低引起天然气水合物的生成；但是，现有技术中井下节流装置的节流口不可调控，因此，当需要根据不同生产条件和要求进行生产调节时只能在井下更换该节流装置，所以使用起来十分麻烦。因此，采用何种简单又环保的生产调节方法在天然气开采过程中防治天然气水合物，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种简单又环保的井下生产调节系统及方法，以便有效地防治天然气水合物并提高生产效率。为解决上述技术问题，本申请提供一种井下生产调节系统，包括：地面控制器：用于将用户输入的控制指令发送至井下控制器；所述井下控制器：用于根据所述控制指令生成驱动信号，并将所述驱动信号发送至井下动力与传动机构；所述井下动力与传动机构：用于根据所述驱动信号驱动井下节流装置的可动部件；所述井下节流装置：用于在所述井下动力与传动机构的驱动作用下调节所述可动部件的位置，以便调节所述井下节流装置的节流口的通流面积大小，实现井下生产调节。可选地，还包括地面无线电磁波通信装置和井下无线电磁波通信装置；所述地面控制器还用于将用户输入的所述控制指令发送至所述地面无线电磁波通信装置；所述地面无线电磁波通信装置用于根据所述控制指令生成电磁波控制信号，并将所述电磁波控制信号发送至所述井下无线电磁波通信装置；所述井下无线电磁波通信装置用于根据所述电磁波控制信号生成所述控制指令，并将所述控制指令发送至所述井下控制器。可选地，还包括井下传感器和地面显示装置；所述井下传感器用于将检测到的井下环境参数发送给所述井下控制器；所述井下控制器还用于将所述井下环境参数发送至所述井下无线电磁波通信装置；所述井下无线电磁波通信装置还用于根据所述井下环境参数生成电磁波测量信号，并将所述电磁波测量信号发送至所述地面无线电磁波通信装置；所述地面无线电磁波通信装置还用于根据所述电磁波测量信号生成所述井下环境参数，并将所述井下环境参数发送至所述地面显示装置；所述地面显示装置用于显示所述井下环境参数，以便用户根据所述井下环境参数向所述地面控制器输入相应的控制命令，进行井下生产调节。可选地，所述井下环境参数包括井下温度和井下压力。可选地，所述井下控制器、所述井下无线电磁波通信装置以及所述井下传感器采用电池组进行供电。可选地，所述井下节流装置为在井筒中竖直安装的外筒-活塞节流装置；其中，所述外筒的顶壁设有所述节流口，所述活塞为所述井下节流装置的可动部件，内置于所述外筒中，且所述活塞在所述外筒中的位置可调，以便调节所述节流口的通流面积大小。可选地，所述井下动力与传动机构为电机-减速器-滚珠螺杆机构；其中，所述电机的信号输入端与所述井下控制器连接，所述电机的转矩输出轴与所述减速器的转矩输入轴连接，所述电机用于根据所述井下控制器发送的驱动信号转动并输出第一转矩至所述减速器；所述减速器的转矩输出轴与所述滚珠螺杆的转矩输入端连接，用于输出与所述第一转矩对应的第二转矩至所述滚珠螺杆，以便调节所述滚珠螺杆的螺母的位置，所述滚珠螺杆的螺母与所述活塞连接。本申请还提供了一种井下生产调节方法，包括：地面控制器将用户输入的控制指令发送至井下控制器；所述井下控制器根据所述控制指令生成驱动信号，并将所述驱动信号发送至井下动力与传动机构；所述井下动力与传动机构根据所述驱动信号驱动井下节流装置的可动部件，以便调节所述井下节流装置的节流口的通流面积大小，实现井下生产调节。可选地，所述地面控制器将用户输入的控制指令发送给井下控制器包括：所述地面控制器将用户输入的所述控制指令发送至地面无线电磁波通信装置；所述地面无线电磁波通信装置根据所述控制指令生成电磁波控制信号，并将所述电磁波控制信号发送至井下无线电磁波通信装置；所述井下无线电磁波通信装置根据所述电磁波控制信号生成所述控制指令，并将所述控制指令发送至所述井下控制器。可选地，还包括：井下传感器将检测到的井下环境参数发送给所述井下控制器；所述井下控制器将所述井下环境参数发送至所述井下无线电磁波通信装置；所述井下无线电磁波通信装置根据所述井下环境参数生成电磁波测量信号，并将所述电磁波测量信号发送至所述地面无线电磁波通信装置；所述地面无线电磁波通信装置根据所述电磁波测量信号生成所述井下环境参数，并将所述井下环境参数发送至地面显示装置进行显示，以便用户根据所述井下环境参数向所述地面控制器输入相应的控制命令，进行井下生产调节。本申请所提供的井下生产调节系统中：地面控制器用于将用户输入的控制指令发送至井下控制器；所述井下控制器用于根据所述控制指令生成驱动信号，并将所述驱动信号发送至井下动力与传动机构；所述井下动力与传动机构用于根据所述驱动信号驱动井下节流装置的可动部件；所述井下节流装置用于在所述井下动力与传动机构的驱动作用下调节所述可动部件的位置，以便调节所述井下节流装置的节流口的通流面积大小，实现井下生产调节。可见，相比于现有技术，本申请所提供的井下生产调节系统中，通过将井下节流装置设置在井下，可以利用井下的高温环境对节流后的温降进行补偿，防止形成低温环境，从而防止了天然气水合物的生成。由于没有使用热力学抑制剂，也因此较为环保。同时，由于井下节流装置的节流口可调，而井下控制器可以根据地面控制器发送的控制指令，驱动井下动力与传动机构调节节流口通流面积的大小，因此，操作人员只需地面操作即可完成对节流口的调节，无需井下作业更换固定节流口。由此可见，本申请所提供的井下生产调节系统，在实现防治天然气水合物的同时，不仅环保，而且还可以有效简化操作，提高生产调节效率。本申请所提供的井下生产调节方法应用于上述井下生产调节系统，同样具有上述有益效果。附图说明为了更清楚地说明现有技术和本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和本申请实施例描述中需要使用的附图作简要的介绍。当然，下面有关本申请实施例的附图描述的仅仅是本申请中的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，所获得的其他附图也属于本申请的保护范围。图1为本申请实施例所提供的一种井下生产调节系统的应用场景图；图2为本申请实施例所提供的一种井下生产调节系统的结构框图；图3为本申请实施例所提供的一种井下设备部分上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下生产调节系统，其特征在于，包括：地面控制器：用于将用户输入的控制指令发送至井下控制器；所述井下控制器：用于根据所述控制指令生成驱动信号，并将所述驱动信号发送至井下动力与传动机构；所述井下动力与传动机构：用于根据所述驱动信号驱动井下节流装置的可动部件；所述井下节流装置：用于在所述井下动力与传动机构的驱动作用下调节所述可动部件的位置，以便调节所述井下节流装置的节流口的通流面积大小，实现井下生产调节。

【技术特征摘要】
1.一种井下生产调节系统，其特征在于，包括：地面控制器：用于将用户输入的控制指令发送至井下控制器；所述井下控制器：用于根据所述控制指令生成驱动信号，并将所述驱动信号发送至井下动力与传动机构；所述井下动力与传动机构：用于根据所述驱动信号驱动井下节流装置的可动部件；所述井下节流装置：用于在所述井下动力与传动机构的驱动作用下调节所述可动部件的位置，以便调节所述井下节流装置的节流口的通流面积大小，实现井下生产调节。2.根据权利要求1所述的井下生产调节系统，其特征在于，还包括地面无线电磁波通信装置和井下无线电磁波通信装置；所述地面控制器还用于将用户输入的所述控制指令发送至所述地面无线电磁波通信装置；所述地面无线电磁波通信装置用于根据所述控制指令生成电磁波控制信号，并将所述电磁波控制信号发送至所述井下无线电磁波通信装置；所述井下无线电磁波通信装置用于根据所述电磁波控制信号生成所述控制指令，并将所述控制指令发送至所述井下控制器。3.根据权利要求2所述的井下生产调节系统，其特征在于，还包括井下传感器和地面显示装置；所述井下传感器用于将检测到的井下环境参数发送给所述井下控制器；所述井下控制器还用于将所述井下环境参数发送至所述井下无线电磁波通信装置；所述井下无线电磁波通信装置还用于根据所述井下环境参数生成电磁波测量信号，并将所述电磁波测量信号发送至所述地面无线电磁波通信装置；所述地面无线电磁波通信装置还用于根据所述电磁波测量信号生成所述井下环境参数，并将所述井下环境参数发送至所述地面显示装置；所述地面显示装置用于显示所述井下环境参数，以便用户根据所述井下环境参数向所述地面控制器输入相应的控制命令，进行井下生产调节。4.根据权利要求3所述的井下生产调节系统，其特征在于，所述井下环境参数包括井下温度和井下压力。5.根据权利要求3所述的井下生产调节系统，其特征在于，所述井下控制器、所述井下无线电磁波通信装置以及所述井下传感器采用电池组进行供电。6.根据权利要求1至5任一项所述的井下生产调节系统，其特征在于，所述井下节流装置为在井筒中竖直安装的外筒-活塞节流装置；其中，所述外筒的顶壁设有所述节...

【专利技术属性】
技术研发人员：章勇，王强，罗凯阁，
申请(专利权)人：中国航天科技集团公司烽火机械厂，
类型：发明
国别省市：四川,51