一种井下实时监测与自动调配电动配水器及其使用方法技术

本发明专利技术提供了一种井下实时监测与自动调配电动配水器及其使用方法，包括从上至下依次连接的上接头、承压外管和下接头，承压外管内设有过流管，过流管下连接有节流体，上接头内设有上接头滑套，上接头内设有天线护罩，天线护罩内设置有天线，过流管与承压外管的环形空间内集成有水嘴总成、流量计、电路电池组、电机电池组、压力传感器、电路板。水嘴总成通过T型丝杠组件把旋转运动转换成往复运动，带动连杆置于外管中往复运动，通过平衡阀套与平衡阀芯的相对滑动，露出的长槽型出水口的大小来调节水流大小。大幅提升分层注水自动化、智能化水平，及时掌握分层注水井的分层测调、水井管理和动态监测数据，为大数据处理与应用奠定了基础。

A real-time monitoring and automatic distribution electric water distributor and its application method

【技术实现步骤摘要】
一种井下实时监测与自动调配电动配水器及其使用方法
本专利技术属于油田智能注水
，具体涉及一种井下实时监测与自动调配电动配水器及其使用方法。
技术介绍
精细分层注水技术是油田提高采收率核心技术之一，近年来，为了提高油田开发水平，实现油藏高效开发，石油工作者着力开展分层注水技术攻关研究，一定程度满足了油藏开发需求，缓解了层间和层内差异导致的吸水不均问题，达到油田分层均衡注采开发。国内油田先后研发出偏心、桥式偏心及桥式同心等不同分注技术，其技术核心为井下分层配水器，采用机械对接及控制的方式，实现井下分层配水器水嘴连续调节，以满足不同层位不同地质配注要求，该类工艺虽然能够达到不同注水层位分层注水目的，但现场施工作业过程需电缆连接井下工具连续作业，整体施工过程复杂，分层流量测调难度大，同时分层注水量随压力及地层吸水能力等因素影响变化明显，严重制约了分层注水的效果。随着油田开发的深入，分注井逐年增多，测调工作量大，配套测调费用逐年升高；测调遇阻频发，导致后期检串、带压作业费用高；受压力波动、地层吸水能力变化等因素影响，检配合格率下降快，难以满足油田精细分层注水需要；同时为进一步提高注水数字化水平，2012-2017年探索分层注水新途径，开展了数字式分注工艺研究与试验，研制了系列数字式配水器及各类井下无线通讯方式，但均存在无线通讯状态不稳定和小型化流量计易损等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种井下实时监测与自动调配电动配水器，解决现有技术中存在的上述技术问题。本专利技术的另一个目的在于提供一种井下实时监测与自动调配电动配水器的使用方法，实现分层动态参数井下监测及分层流量的自动调配。为此，本专利技术提供的技术方案如下：一种井下实时监测与自动调配电动配水器，包括从上至下依次连接的上接头、承压外管和下接头，所述承压外管内设有过流管，所述过流管下连接有节流体，所述上接头内设有上接头滑套，所述上接头内设有天线护罩，所述天线护罩内设置有天线，所述过流管与承压外管的环形空间内集成有水嘴总成、流量计、电路电池组、电机电池组、压力传感器、电路板。所述电路板外设有电路板护罩，所述电路电池组上电联有磁簧开关，所述磁簧开关设于磁簧开关护座上，所述压力传感器设于传感器座上，所述流量计设于水嘴总成的出水口，所述流量计与电路板电连接，所述水嘴总成与电机电池组电连接。所述水嘴总成包括从上至下依次连接的堵头、外管和行程架，所述外管内设有密封头和连杆，所述连杆可在外管内往复运动。所述上接头内设有滤网。所述行程架上固设有T型丝杠组件，所述T型丝杠组件一端通过联轴器连接有电机输出轴连接，另一端与连杆连接，所述电机固定在电机机座上，所述电机机座下设有压紧环，所述外管内设有平衡阀套，所述平衡阀套上设有出水口，所述连杆上设有平衡阀芯。所述行程架上设有两处限位开关，分别用于控制出水口打开和关闭的极限位置，所述T型丝杠组件上设有竖板，所述电机、两处限位开关均与电路板电连接。所述两处限位开关之间的位置按百分比逐个百分点依次标定，并与出水口开口大小相互比对。所述天线通过天线帽一和天线固定柱一固定。一种井下实时监测与自动调配电动配水器的使用方法，与地面智能控制装置配合使用，电动配水器下井后，地面智能控制装置发送流量指令给电动配水器，电路板将流量计计量的流量与地面智能控制装置的流量指令对应的配注量进行对比，当误差在范围外时，电动配水器调节出水口大小，实现井下实时监测及自动调配。电动配水器下井后，开始注水，通过地面智能控制装置产生压力流量波码，电动配水器感应压力流量波码并完成解码，读取波码携带信息及指令；注入水经电动配水器的上接头流入，进入过流管与承压外管之间的环形空间内，流入流量计计量，然后从出水口流出进入地层。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的这种电动配水器，水嘴总成通过T型丝杠组件把旋转运动转换成往复运动，带动连杆置于外管中往复运动，通过平衡阀套与平衡阀芯的相对滑动，露出的长槽型出水口的大小来调节水流大小。T型丝杠组件上设有竖板，在防止T型丝杠组件转动的同时也作为限位开关的触碰板。行程架上设有两处限位开关，分别控制水嘴打开和关闭的极限位置。水嘴的流量大小是通过测试标定好的，两个限位开关之间各位置按百分比逐个百分点依次标定，并与理论开口大小相互比对，而给出最终的准确流量值。使用时，与地面智能控制装置配合，建立流体波码，从而建立远程通讯与控制，电机电池组供电，促使水嘴总成开大或关小，执行水嘴自动调节过程，确保分层注水量长期达到分层配注要求，最终实现分层动态参数井下监测及分层流量的自动调配。该工艺大幅提升分层注水自动化、智能化水平，及时掌握分层注水井的分层测调、水井管理和动态监测数据，为大数据处理与应用奠定了基础。为让本专利技术的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。附图说明图1是本专利技术电动配水器的一种实施方式的剖面图；图2是过流管与承压外管的环形空间内结构示意图；图3是内置天线结构示意图；图4是水嘴总成结构示意图；图5是本专利技术系统的一种实施方式示意图；图6是井下测控仪的结构示意图。图中：附图标记说明：1、下接头；2、承压外管；3、过流管；4、上接头；5、上接头滑套；6、磁簧开关护管；7、天线护罩；8、磁簧开关护座；9、天线密封座一；10、天线固定柱一；11、天线帽一；12、滤网；13、传感器座；14、硅胶护帽；15、螺纹压环；16、电路板护罩；17、压力传感器；18、出水口；19、螺环；20、水嘴总成；21、流量计；22、电路电池组；23、电机电池组；24、O型密封圈；25、螺钉；26、堵头；27、密封头；28、平衡阀套；29、平衡阀芯；30、异型密封圈；31、异型密封圈垫环；32、连杆；33、行程架；34、磁簧开关；35、隔套；36、联轴器；37、电机座；38、减震垫圈；39、压紧环；40、密封挡圈；41、开关座；42、外管；43、T型丝杠组件；44、天线密封座二；45、进水焊接连接管；46、电磁流量计；47、控制盒铂体；48、进水护管；49、进水压力传感器；50、阀体；51、执行器；52、阀座；53、磨轮；54、阀杆；55、出水压力传感器；56、出水焊接连接管；57、注水闸门；58、注水管线；59、注水井口；60、套管保护封隔器；61、电动配水器一；62、层间封隔器；63、电动配水器二；64、预置工作筒；65、双作用凡尔；66、筛管；67、丝堵；68、上护帽；69、上排头；70、钢丝卡圈；71、垫片；72、磁钢；73、磁定位护管；74、线圈组件；75、外护管；76、电路骨架；77、天线连接头；78、传感器压板；79、天线固定柱二；80、天线帽二；81、塑料护管。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。需说明的是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下实时监测与自动调配电动配水器，其特征在于：包括从上至下依次连接的上接头（4）、承压外管（2）和下接头（1），所述承压外管（2）内设有过流管（3），所述过流管（3）下连接有节流体，所述上接头（4）内设有上接头滑套（5），所述上接头（4）内设有天线护罩（7），所述天线护罩（7）内设置有天线，所述过流管（3）与承压外管（2）的环形空间内集成有水嘴总成（20）、流量计（21）、电路电池组（22）、电机电池组（23）、压力传感器（17）、电路板。/n

【技术特征摘要】
1.一种井下实时监测与自动调配电动配水器，其特征在于：包括从上至下依次连接的上接头（4）、承压外管（2）和下接头（1），所述承压外管（2）内设有过流管（3），所述过流管（3）下连接有节流体，所述上接头（4）内设有上接头滑套（5），所述上接头（4）内设有天线护罩（7），所述天线护罩（7）内设置有天线，所述过流管（3）与承压外管（2）的环形空间内集成有水嘴总成（20）、流量计（21）、电路电池组（22）、电机电池组（23）、压力传感器（17）、电路板。


2.根据权利要求1所述的一种井下实时监测与自动调配电动配水器，其特征在于：所述电路板外设有电路板护罩（16），所述电路电池组（22）上电联有磁簧开关（34），所述磁簧开关（34）设于磁簧开关护座（8）上，所述压力传感器（17）设于传感器座（13）上，所述流量计（21）设于水嘴总成（20）的出水口（18）处，所述流量计（21）与电路板电连接，所述水嘴总成（20）与电机电池组（23）电连接。


3.根据权利要求1所述的一种井下实时监测与自动调配电动配水器，其特征在于：所述水嘴总成（20）包括从上至下依次连接的堵头（26）、外管（42）和行程架（33），所述外管（42）内设有密封头（27）和连杆（32），所述连杆（32）可在外管（42）内往复运动。


4.根据权利要求1所述的一种井下实时监测与自动调配电动配水器，其特征在于：所述上接头（4）内设有滤网（12）。


5.根据权利要求3所述的一种井下实时监测与自动调配电动配水器，其特征在于：所述行程架（33）上固设有T型丝杠组件（43），所述T型丝杠组件（43）一端通过联轴器（36）与电机输出轴连接，另一端与连杆（32）连接，所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡改星，于九政，杨玲智，毕福伟，王子建，刘延青，李楼楼，陆小兵，王俊涛，海金龙，
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