一种井下分层注水装置及其使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种井下分层注水装置及其使用方法，通过设置地面中控模块、井口信号模块、井下信号收发模块、智能配注模块、CDMA电位检测模块及其各自的内部功能单元，实现了对井下分层注水作业的智能远程控制，并可向地面实时反馈注水施工的作业情况，有效地保证了注水作业的施工质量，同时，相较于传统电缆式的井下分层注水设备，本装置采用相应的电磁波发射单元和信号增强器传递数字指令，避免了在复杂地形条件的井体中作业容易导致的电缆和设备损坏，扩大了注水施工的适用范围。

A underground layered water injection device and its application method

【技术实现步骤摘要】
一种井下分层注水装置及其使用方法
本专利技术涉及油井分层注水
，特别是一种井下分层注水装置及其使用方法。
技术介绍
在油田开发的过程中，随着油井的逐步开采，油井中剩余石油的分布更加分散，地层中油层压力降低，使得开发中后期油井产量下降明显，开发难度和成本随之上升；为弥补采出原油之后导致的地层亏空和油层压力下降，现今的解决手段主要以向地层中注补适合的水液居多，利用流动性和密度相对合适且不于原油互溶的水液填补开采后地层中产生的空隙，起到保持油层压力和驱动油层运动至适宜开采位置的作用，通过油田注水，以达到调高采收率，保持油田稳定产出的作用。由于地层条件的不通，油层中原油经开采后生成的剩余空间具有相当的复杂性，对此类复杂地质条件的注水作业将直接影响原油的产出，因此油田注水也成为了一种精细调节的过程，需要对注水作业进行有效监控和调试；对于注水作用中常见的分层注水作业，要求对不同井况的作业层依照其特点进行各自注水，其工作量大、作业要求复杂、操作难度高，需要在全面协调注水作业的同时，分别掌握各井下工作段的注水作业情况，目前常见的分层注水测调方式包括：机械投捞调测法、一体式调测法和电缆遥控式调测法，其中机械投捞调测法和一体式调测法受井壁结构和井斜影响大，在大斜度井或水平井中较难应用，电缆遥控式调测法对井筒宽度上有使用限制，下井时容易造成电缆设备损坏，降低施工成功率，同时，以上各类方法均只能单向地接受地面指令对作业层进行注水操作，无法向地面实时反馈注水作业的相关信息，难以做到对分层注水作业情况进行系统的监控和掌握，从而影响注水施工的质量。
技术实现思路
针对现有分层注水作业方法存在施工量大、操作复杂、作业精度低、施工成功率低、应用范围有限等问题，本专利技术提出了一种井下分层注水装置及其使用方法，以实现对注水作业的有效控制和分层注水作业情况的精确掌握，提高施工质量。本专利技术的主要技术方案是：一种井下分层注水装置，包括：地面中控模块、井口信号模块、井下信号收发模块、智能配注模块和CDMA电位检测模块，其中：所述地面中控模块设置在地面作业区，可向井口信号模块发送无线数字信号和从井口信号模块接收无线数字信号；所述井口信号模块设置在地面作业井口处，可在接收来自地面中控模块的无线数字信号之后将其转码为模拟信号，之后将模拟信号发送至井下，并接收从井下信号收发模块传来的无线模拟信号，将该无线模拟信号转换为无线数字信号发送给地面中控模块；所述井下信号收发模块设置在作业井下，可接收井口信号模块传送来的无线模拟信号，并将其转换为数字控制指令发送给井下各智能配注模块和CDMA电位检测模块，同时井下信号收发模块还可接收智能配注模块反馈的生产数据信号，将该生产数据信号转换为无线模拟信号，发送给所述井口信号模块；所述井下智能配注模块设置在作业井下，可接收从所述井下信号收发模块传送来的数字控制指令，并根据该指令对水的注入量进行控制和调节，同时可采集生产数据，并将数据以生产数据信号的形势发送至所述井下信号收发模块上。所述CDMA电位检测模块设置在作业井下，可接收从所述井下信号收发模块传送来的数字控制指令，并根据该指令对注水作业的情况开始对进行监测，具体表现为对作业层进行测试供电，以产生相应的电位信号被设置在各点的CDMA电位检测模块接收单元所收集，再由CDMA电位检测模块接收单元将收集到的模拟信号发送至地面中控模块。具体的，所述地面中控模块包括显示单元、指令控制解析单元、解码单元、编码单元和无线收发单元。所述指令控制解析单元，在信号从地面向井下传递的过程中，用于编制控制指令，同时对解码单元转换完成的井下数据无线模拟信号和CDMA电位模拟信号进行接收处理；所述显示单元将经过处理储存后的数据以直观形式反映出；所述编码单元，用于在信号从地面向井下传递的过程中，用于将控制指令编码为无线数字信号；所述解码单元，用于对所述CDMA电位检测模块接收单元发送的模拟信号解码转换；所述无线收发单元，用于将编码单元编码得出的无线数字信号向所述井口信号模块发送，同时接收所述井口信号模块发送来的无线数字信号和CDMA电位检测模块接收单元发送来的注水层电位模拟信号。具体的，所述井口信号模块包括信号收发单元、D/A转换单元、信号增强单元、信号控制单元，其中：所述信号收发单元接收从地面中控弄模块发送来的无线数字信号，同时接收来自井下信号收发模块发送的无线模拟信号，并传递至D/A转换单元进行模拟-数字信号转换，之后将转换完毕的无线数字信号给地面中控模块；所述信号控制单元对来自地面中控模块的无线数字信号进行再编码，形成控制井口向井下发生无线信号的控制编码，之后将控制编码发送至D/A转换单元，转换为待向井下发送的无线模拟信号；所述信号增强单元用于将待向井下发送的无线模拟信号进行放大，提高发送至井下信号收发模块的无线模拟信号质量。具体的，所述井下信号收发模块包括井下信号收发单元、井下数据控制单元、井下信号增强单元、智能配注模块接口、CDMA检测模块接口，其中：所述井下信号收发单元用于接收从所述井口信号模块发来的增强模拟信号和向井口信号模块发送经过信号增强单元放大过后的无线模拟信号；所述井下数据控制单元用于将井下信号收发单元接收到的地面无线模拟信号解码转换为数字控制指令，并通过智能配注模块接口和CDMA电位检测模块接口发送至相应的智能配注模块和CDMA电位检测模块中，同时，所述井下数据控制单元还将收集经智能配注模块接口传输来的生产数据信号，将其转换为生产数据无线模拟信号；所述井下信号增强单元用于将井下数据控制单元发送来的生产数据无线模拟信号放大增强，并进一步发送至井下信号收发单元；所述智能配注模块接口用于将井下数据控制单元解码得到的数字控制指令转移至各智能配注模块上，同时还将接收智能配注模块发来的井下生产数据，并将生产数据信号传输给井下数据控制单元；所述CDMA电位检测模块接口用于将井下数据控制单元解码得到的数字控制指令发送至CDMA电位检测模块上。具体的，所述智能配注模块依照数字控制指令，对井中各作业层进行配注作业，并采集相应的注水生产数据，以生产数据信号的形式反馈至所述智能配注模块接口上。具体的，所述CDMA电位检测模块包括CDMA电位测试单元和CDMA电位检测模块接收单元，其中，所述CDMA电位测试单元在接收CDMA电位检测模块接口发送来的数字控制指令后，在各作业层配注作业时，对作业层进行测试供电，并产生相应的电位信号；所述CDMA电位检测模块接收单元设置在地面各CDMA测试点位上，对CDMA电位测试单元所发出的电位信号进行收集，并将收集到的电位模拟信号发送至地面中控模块。进一步的，所述井下信号收发模块、所述智能配注模块和所述CDMA电位检测模块中的CDMA电位测试单元均使用井下电机进行供电。一种井下分层注水装置配套的使用方法，包括：地面中控模块发出控制指令，并由整合在地面中控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下分层注水装置，其特征在于，包括:/n地面中控模块、井口信号模块、井下信号收发模块、智能配注模块和CDMA电位检测模块，其中：/n所述地面中控模块设置在地面作业区，可向井口信号模块发送无线数字信号和从井口信号模块接收无线数字信号；/n所述井口信号模块设置在地面作业井口处，可在接收来自地面中控模块的无线数字信号之后将其转码为模拟信号，之后将模拟信号发送至井下，并接收从井下信号收发模块传来的无线模拟信号，将该无线模拟信号转换为无线数字信号发送给地面中控模块；/n所述井下信号收发模块设置在作业井下，可接收井口信号模块传送来的无线模拟信号，并将其转换为数字控制指令发送给井下各智能配注模块和CDMA电位检测模块，同时井下信号收发模块还可接收智能配注模块反馈的生产数据信号，将该生产数据信号转换为无线模拟信号，发送给所述井口信号模块；/n所述井下智能配注模块设置在作业井下，可接收从所述井下信号收发模块传送来的数字控制指令，并根据该指令对水的注入量进行控制和调节，同时可采集生产数据，并将数据以生产数据信号的形势发送至所述井下信号收发模块上。/n所述CDMA电位检测模块设置在作业井下，可接收从所述井下信号收发模块传送来的数字控制指令，并根据该指令对注水作业的情况开始对进行监测，具体表现为对作业层进行测试供电，以产生相应的电位信号被设置在各点的CDMA电位检测模块接收单元所收集，再由CDMA电位检测模块接收单元将收集到的模拟信号发送至地面中控模块。/n...

【技术特征摘要】
1.一种井下分层注水装置，其特征在于，包括:
地面中控模块、井口信号模块、井下信号收发模块、智能配注模块和CDMA电位检测模块，其中：
所述地面中控模块设置在地面作业区，可向井口信号模块发送无线数字信号和从井口信号模块接收无线数字信号；
所述井口信号模块设置在地面作业井口处，可在接收来自地面中控模块的无线数字信号之后将其转码为模拟信号，之后将模拟信号发送至井下，并接收从井下信号收发模块传来的无线模拟信号，将该无线模拟信号转换为无线数字信号发送给地面中控模块；
所述井下信号收发模块设置在作业井下，可接收井口信号模块传送来的无线模拟信号，并将其转换为数字控制指令发送给井下各智能配注模块和CDMA电位检测模块，同时井下信号收发模块还可接收智能配注模块反馈的生产数据信号，将该生产数据信号转换为无线模拟信号，发送给所述井口信号模块；
所述井下智能配注模块设置在作业井下，可接收从所述井下信号收发模块传送来的数字控制指令，并根据该指令对水的注入量进行控制和调节，同时可采集生产数据，并将数据以生产数据信号的形势发送至所述井下信号收发模块上。
所述CDMA电位检测模块设置在作业井下，可接收从所述井下信号收发模块传送来的数字控制指令，并根据该指令对注水作业的情况开始对进行监测，具体表现为对作业层进行测试供电，以产生相应的电位信号被设置在各点的CDMA电位检测模块接收单元所收集，再由CDMA电位检测模块接收单元将收集到的模拟信号发送至地面中控模块。


2.根据权利要求1所述一种井下分层注水装置，其特征在于，所述地面中控模块包括显示单元、指令控制解析单元、解码单元、编码单元和无线收发单元。
所述指令控制解析单元，在信号从地面向井下传递的过程中编制控制指令，同时对解码单元转换完成的井下数据无线模拟信号和CDMA电位模拟信号进行接收处理；
所述显示单元将经过处理储存后的数据以直观形式反映出；
所述编码单元，用于在信号从地面向井下传递的过程中，用于将控制指令编码为无线数字信号；
所述解码单元，用于对所述CDMA电位检测模块接收单元发送的模拟信号解码转换；
所述无线收发单元，用于将编码单元编码得出的无线数字信号向所述井口信号模块发送，同时接收所述井口信号模块发送来的无线数字信号和CDMA电位检测模块接收单元发送来的注水层电位模拟信号。


3.根据权利要求1所述的一种井下分层注水装置，其特征在于，所述井口信号模块包括信号收发单元、D/A转换单元、信号增强单元、信号控制单元，其中：
所述信号收发单元接收从地面中控弄模块发送来的无线数字信号，同时接收来自井下信号收发模块发送的无线模拟信号，并传递至D/A转换单元进行模拟-数字信号转换，之后将转换完毕的无线数字信号发送给地面中控模块；
同时，所述信号控制单元也将对来自地面中控模块的无线数字信号进行再编码，形成控制井口向井下发生无线信号的控制编码，之后将控制编码发送至D/A转换单元，转换为待向井下发送的无线模拟信号；
所述信号增强单元用于将待向井下发送的无线模拟信号进行放大，提高发送至井下信号收发模块的无线模拟信号质量。


4.根据权利要求1所述的一种井下分层注水装置，其特征在于，所述井下信号收发模块包括井下信号收发单元、井下数据控制单元、井下信号增强单元、智能配注模块接口、CDMA检测模块接口，其中：
所述井下信号收发单元用于接收从所述井口信号模块发来的增强模拟信号和向井口信号模块发送经过信号增强单元放大过后的无线模拟信号；
所述井下数据控制单元用于将井下...

【专利技术属性】
技术研发人员：妙爽，梅海燕，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51