一种用于油田注水井的智能数据调控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于油田注水井的智能数据调控系统。该系统包括：设于井下的调控装置，设于井上的通信模块，连接调控装置和通信模块的铠缆；调控装置包括采集存储与控制模块、电机驱动模块、电源模块和多种传感器；多种传感器包括流量计、温度计、水嘴开度传感器和压力传感器；电源模块用于为系统供电；通信模块用于采集存储与控制模块和上位机之间的数据及指令的传送；采集存储与控制模块用于采集传感器数据，上传数据给上位机和接收上位机发送的指令，根据指令控制电机驱动模块以驱动电机调整水嘴开度。本发明专利技术的智能数据调控系统可实现注水量的智能调配，可配合上位机形成提高注水井管理的自动化、智能化水平。

An intelligent data control system for water injection wells in oil fields

【技术实现步骤摘要】
一种用于油田注水井的智能数据调控系统
本专利技术涉及油田注水井
，具体涉及一种用于油田注水井的智能数据调控系统。
技术介绍
注水井在石油开采过程中起着至关重要的作用。随着开采程度的增加，导致油层能量逐渐消耗，油层压力下降，地下原油大量脱气、粘度增加，采油量下降。合理的注水方式将水注入油藏，可以解决地层亏空问题，较好的保持油层压力，提高油藏的驱动力，以提高石油的开采质量和采收率等。注水井系统作为油田生产的重要组成部分，如何“注够水、注好水、精细注水”已经成为油田增产上产的重中之重。随着油田开发的不断深入，使注水井所占比例越来越大，但大部分注水井安装在空旷地区，在传统生产管理模式下，注水井的各种设施工作状态监测、主要参数采集、注水量调配都是采用人工定时巡查、测量统计和调整，对生产现场各项参数采集多采用仪表设备，并且注水井、注水间属于高压环境，且普通闸阀寿命短、易腐蚀、易泄露，这些不仅增加了工人劳动强度，也严重影响了设备监测与采集数据的实时性及准确性，容易造成资源和资金的浪费，同时造成一定的环境污染问题。随着数字油田建设进程的加快，注水井监控信息化势在必行，针对以上油田注水工艺存在的问题，构建一个智能调控系统具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于油田注水井的智能数据调控系统，用于实现注水量的智能调配，提高注水井管理的自动化、智能化水平。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案。一种用于油田注水井的智能数据调控系统，该系统包括：设于井下的调控装置，设于井上的通信模块，连接所述调控装置和所述通信模块的铠缆；所述调控装置包括采集存储与控制模块、电机驱动模块、电源模块和多种传感器；所述多种传感器包括流量计、温度计、水嘴开度传感器和压力传感器；所述采集存储与控制模块分别与所述多种传感器、所述电机驱动模块和所述通信模块通信连接，所述通信模块与上位机通信连接；所述电源模块为所述采集存储与控制模块、所述通信模块、所述电机驱动模块和所述流量计供电；所述通信模块，用于将所述采集存储与控制模块发送的数据传送给上位机，将上位机发送的指令传送给所述采集存储与控制模块；所述采集存储与控制模块，用于按照设定周期采集传感器数据，通过所述通信模块上传数据给上位机和接收上位机发送的指令，根据指令控制所述电机驱动模块以驱动电机调整水嘴开度。一种可能的实现方式中，所述油田注水井内设有注水管柱和配水装置，所述配水装置包括连接于注水管柱的管柱连接底座和安装于管柱连接底座的配水器，所述配水器包括注水嘴和用于控制注水嘴的水嘴开度的电机；所述调控装置安装在所述管柱连接底座内，所述电机驱动模块用于驱动和控制所述电机，所述流量计用于检测通过注水嘴的流量，所述温度计用于检测井内的温度，两个所述压力传感器分别用于检测油田注水井的油压和套压，所述水嘴开度传感器采用限位开关以检测注水嘴的水嘴开度。一种可能的实现方式中，所述采集存储与控制模块包括单片机，所述单片机通过运行程序，从相应的传感器进行套压、油压、温度、流量和水嘴开度数据的采集，对采集的数据进行A/D转换和实时上传。一种可能的实现方式中，所述采集存储与控制模块，还用于在断电时自动存储断电时刻采集到的传感器数据，待恢复通电后自动上传存储的数据到上位机。一种可能的实现方式中，所述采集存储与控制模块，还用于在不工作时自动进入休眠状态。一种可能的实现方式中，所述电源模块，用于将110V直流电源转换成24V直流电源并进一步转换成3.3V直流电源，输出24V直流电源给所述电机驱动模块和所述流量计，输出3.3V直流电源给所述采集存储与控制模块和所述通信模块。一种可能的实现方式中，所述电源模块包括：用于将输入的110V直流电源转换成24V直流电源的V110C24T100BG芯片，用于将24V直流电源转换成3.3V直流电源的WRF_S-3WR2芯片。一种可能的实现方式中，所述采集存储与控制模块还包括电流检测电路，该电流检测电路用于实时检测24V直流电源的电流，当电流超过设定的阈值时，指示所述电机驱动模块停止电机转动来保护电路，并上传电流过大的信息给上位机。一种可能的实现方式中，所述电机驱动模块用于根据指令，控制电机执行正转、反转、停止、点动运作，以调整注水嘴开度，实现流量调节。一种可能的实现方式中，所述单片机采用STM32F1系列单片机，所述电机驱动模块采用L6205芯片。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：本专利技术的智能数据调控系统通过传感器采集各个监测点的数据并提供给上位机如PC端监控管理，可实现压力、流量、温度、水嘴开度等数据传送以及水嘴开度的有效控制，从而实现注水量的智能调配功能，可配合上位机满足石油开采和管理相结合的要求，形成生产信息的采集、传输、分析、管理和应用于一体，提高注水井管理的自动化、智能化水平的现代管理一体化应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1是本专利技术实施例提供的一种用于油田注水井的智能数据调控系统的结构示意图；图2是本专利技术一个实施例中智能数据调控系统的硬件结构图；图3是本专利技术一个实施例中智能数据调控系统的电子部分框图；图4是本专利技术一个实施例中电源模块的示意图；图5是本专利技术一个实施例中电机驱动模块的示意图；图6是本专利技术一个实施例中采集存储与控制模块的示意图；图7是本专利技术一个实施例中通信主程序流程图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。下面通过具体实施例，进行详细的说明。油田注水是一项复杂的系统工程。油田注水系统包括水源和供水系统，地面注水加压系统，注水井井下系统，地面管理系统等。注水井井下系统可包括位于油田注水井内的注水管柱和连接于注水管柱的配水装置等。其中，注水管柱可采用不锈钢管柱。配水装置可具有一个或多个，分别对应于一个或多个油层(注水层)。配水装置可包括连接于注水管柱的管柱连接底座和安装于管柱连接底座的配水器，配水器可包括注水嘴和用于控制注水嘴的水嘴开度的电机。地面管理系统可包括上位机例如PC端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于油田注水井的智能数据调控系统，其特征在于，/n所述智能数据调控系统包括：设于井下的调控装置，设于井上的通信模块，连接所述调控装置和所述通信模块的铠缆；所述调控装置包括采集存储与控制模块、电机驱动模块、电源模块和多种传感器；所述多种传感器包括流量计、温度计、水嘴开度传感器和压力传感器；/n所述采集存储与控制模块分别与所述多种传感器、所述电机驱动模块和所述通信模块通信连接，所述通信模块与上位机通信连接；所述电源模块为所述采集存储与控制模块、所述通信模块、所述电机驱动模块和所述流量计供电；/n所述通信模块，用于将所述采集存储与控制模块发送的数据传送给上位机，将上位机发送的指令传送给所述采集存储与控制模块；/n所述采集存储与控制模块，用于按照设定周期采集传感器数据，通过所述通信模块上传数据给上位机和接收上位机发送的指令，根据指令控制所述电机驱动模块以驱动电机调整水嘴开度。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于油田注水井的智能数据调控系统，其特征在于，
所述智能数据调控系统包括：设于井下的调控装置，设于井上的通信模块，连接所述调控装置和所述通信模块的铠缆；所述调控装置包括采集存储与控制模块、电机驱动模块、电源模块和多种传感器；所述多种传感器包括流量计、温度计、水嘴开度传感器和压力传感器；
所述采集存储与控制模块分别与所述多种传感器、所述电机驱动模块和所述通信模块通信连接，所述通信模块与上位机通信连接；所述电源模块为所述采集存储与控制模块、所述通信模块、所述电机驱动模块和所述流量计供电；
所述通信模块，用于将所述采集存储与控制模块发送的数据传送给上位机，将上位机发送的指令传送给所述采集存储与控制模块；
所述采集存储与控制模块，用于按照设定周期采集传感器数据，通过所述通信模块上传数据给上位机和接收上位机发送的指令，根据指令控制所述电机驱动模块以驱动电机调整水嘴开度。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述油田注水井内设有注水管柱和配水装置，所述配水装置包括连接于注水管柱的管柱连接底座和安装于管柱连接底座的配水器，所述配水器包括注水嘴和用于控制注水嘴的水嘴开度的电机；
所述调控装置安装在所述管柱连接底座内，所述电机驱动模块用于驱动和控制所述电机，所述流量计用于检测通过注水嘴的流量，所述温度计用于检测井内的温度，两个所述压力传感器分别用于检测油田注水井的油压和套压，所述水嘴开度传感器采用限位开关以检测注水嘴的水嘴开度。


3.根据权利要1所述的系统，其特征在于，
所述采集存储与控制模块包括单片机，所述单片机通过运行程序，从相应的传感器进行套压、油压、温度、流量和水嘴...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永才，
申请(专利权)人：深圳市佳运通电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44