井下电液组控智能完井系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种井下电液组控智能完井系统，包括：地面控制装置、两条液压控制管线、一条控制电缆及至少一井下注采工具；地面控制装置分别与两条液压控制管线及控制电缆连接，以控制液压油经两条液压控制管线的输出与输入以及控制信息经控制电缆的传输；至少一井下注采工具由上至下依序装设于位于井下的分层注采管柱，并对应至少一注采层位处；两条液压控制管线沿分层注采管柱由上至下依序与至少一井下注采工具并联连接；控制电缆沿分层注采管柱由上至下依序与至少一井下注采工具串联连接。据此，不仅实现对多个生产层流量调节的无级调控，而且可有效缩短流量调节的时间并可确保流量调节的精准性。

【技术实现步骤摘要】
井下电液组控智能完井系统
本技术涉及油气井开采领域中的完井技术，尤其是涉及一种井下电液组控智能完井系统。
技术介绍
目前，智能完井系统按照操控方式通常分为纯液控式和纯电控式两种。液控式智能完井系统通常包括地面信号发生及动力系统和井下控制系统。液控式智能完井系统的关键技术在于通过“n+1”型控制，也就是有几个井下多级流量调控装置，就对应有几条控制管线，外加一条公用的回压管线，井口穿越管线也会受到限制。此外，通过液压解码器利用三条液压管线可以实现最多六个生产层滑套的控制，流量控制阀最多可以实现11级的多级流量控制，液控式智能完井系统受控的层位和流量控制阀的控制档位有一定的限制，且在现场实施的过程中，采用液控式智能完井系统通过液压解码器进行层位控制，其信号传输比较慢，对于深井流量调节时间过长。电控式智能完井系统通常包括远程控制系统、井口测控装置和电控智能配产器。电控智能配产器是电控式智能完井系统的核心工具，其流量控制主要由电机、行星齿轮、减速器和油嘴组成。采用电控式智能完井系统可实现无级调控，但电控智能配产器在井下调控流量级位时，需根据井下反馈信号确定流量调节级位，反馈时间不能与流量级位同步进行，从而影响流量调节的精度，且使用较长时间后容易出现结垢、锈蚀等现象，致使阀体运动阻力增大，而易出现井口流量判断误差变大的情况。目前，智能完井系统无论纯液控式还是纯电控式，其井下工具管串是通过油管和管线直接与井口相连，因此在生产过程中，如果需要检泵、维修或出现控制管线拔断等故障，则需将井下工具全部提出才能进行检泵、维修作业，这将会浪费大量的人力、物力，并增加作业成本。
技术实现思路
本技术方案要解决的技术问题是，针对现有技术中存在的上述技术问题提供一种通过两条控制管线和一条电缆即可远程控制井下多个生产层的流量调节的井下电液组控智能完井系统，以此不仅可实现对多个生产层流量调节的无级调控，而且可有效缩短流量调节的时间，并可确保流量调节的精准性。为了解决上述技术问题，本技术方案提供了一种井下电液组控智能完井系统，包括：地面控制装置、两条液压控制管线、一条控制电缆及至少一井下注采工具；其中该地面控制装置分别与两条液压控制管线及控制电缆连接，以控制液压油经两条液压控制管线的输出与输入以及控制信息经控制电缆的传输；该至少一井下注采工具由上至下依序装设于位于井下的分层注采管柱上，并对应至少一注采层位处；该两条液压控制管线沿分层注采管柱由上至下依序与至少一井下注采工具并联连接；该控制电缆沿分层注采管柱由上至下依序与至少一井下注采工具串联连接。以此，通过两条液压控制管线和一条控制电缆，地面控制装置即可远程控制装设于井下分层注采管柱上的至少一井下注采工具而实现对多个生产层流量调节的无级调控，并可有效缩短流量调节的时间，还可确保流量调节的精准性。作为本技术方案的另一种实施，该地面控制装置包括：控制单元、油箱、增压泵以及与控制单元连接的第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、第五控制阀、第一压力传感器及第二压力传感器；该控制单元连接控制电缆；该油箱具有出油口及进油口，出油口通过液压管线连接增压泵；增压泵连接第一控制阀；增压泵的液压输出端连接两条液压控制管线，并于两条液压控制管线上分别设置第二控制阀及第三控制阀；由增压泵至第二控制阀及第三控制阀的方向上，于第二控制阀及第三控制阀之后的两条液压控制管线上分别设置有第一压力传感器及第二压力传感器，以及设置有与两条液压控制管线相连通的两条分支液压控制管线，该两条分支液压控制管线与进油口连接，并于两条分支液压控制管线上分别设置第四控制阀及第五控制阀；通过控制单元对第一至第五控制阀的控制以实现增压泵对液压油的增压输出，以及对两条液压控制管线和两条分支液压控制管线的分别导通或截止。作为本技术方案的另一种实施，该井下注采工具是由装设于分层注采管柱上的采集传感器、电控解码器及液压齿轮式流量阀构成；两条液压控制管线的其中一条液压控制管线分别与各井下注采工具的电控解码器的第一电控解码器进口连接，另一条液压控制管线分别与各井下注采工具的电控解码器的第二电控解码器进口连接；各电控解码器的第一电控解码器出口通过液压管线与本层的液压齿轮式流量阀的开启接口连接，各电控解码器的第二电控解码器出口通过液压管线与本层的液压齿轮式流量阀的关闭接口连接；控制电缆先与最上层的井下注采工具的采集传感器连接，最上层的井下注采工具的采集传感器再通过电缆与本层的电控解码器连接，本层的电控解码器再通过电缆穿越过本层的液压齿轮式流量阀与下一层的井下注采工具的采集传感器连接，以此通过电缆由上至下对各层井下注采工具的采集传感器及电控解码器的依序串联以实现控制电缆对各井下注采工具的串联连接；各井下注采工具的电控解码器接收控制电缆传输的控制信息，以分别控制各电控解码器的第一电控解码器进口与第一电控解码器出口以及第二电控解码器进口与第二电控解码器出口的导通或截止。据此，由控制电缆传输采集传感器采集的流体信息给地面控制装置以供其进行分析计算，并将控制信息传输给电控解码器以使其可导通或截止第一电控解码器进口与第一电控解码器出口以及第二电控解码器进口与第二电控解码器出口，从而实现两条液压控制管线对液压齿轮式流量阀操控。作为本技术方案的另一种实施，该采集传感器包括：压力传感器、温度传感器及流量传感器。以此可获取井下分层注采管柱内各层位流体的压力信息、温度信息及流量信息以传输给地面控制装置。作为本技术方案的另一种实施，该电控解码器包括：驱动单元、移动轴、导通筒及数个密封环；驱动单元连接移动轴并通过接收控制信息能够驱动移动轴伸缩移动；导通筒内部具有供移动轴穿设移动的移动空间，且导通筒的一侧的侧壁开设有该第一电控解码器进口及该第二电控解码器进口，导通筒的另一侧的侧壁开设有该第一电控解码器出口及该第二电控解码器出口，且第一电控解码器进口与第一电控解码器出口以及第二电控解码器进口与第二电控解码器出口错位设置；移动轴穿设于导通筒的移动空间内，数个密封环间隔距离环设于移动轴上，以将移动轴区隔出数个密封段，并使第一、第二电控解码器进口以及第一、第二电控解码器出口对应于不同的密封段；移动轴上对应于第一、第二电控解码器进口的密封段的直径小于移动空间的内径，以使移动轴被驱动移动时能够使第一电控解码器进口与第一电控解码器出口位于第一电控解码器进口对应的密封段，以及使第二电控解码器进口与第二电控解码器出口位于第二电控解码器进口对应的密封段，从而实现第一电控解码器进口与第一电控解码器出口以及第二电控解码器进口与第二电控解码器出口的导通。作为本技术方案的另一种实施，该液压齿轮式流量阀包括：主体、旋转套、滑动组件及传压组件；主体具有纵向通道和第一流孔，纵向通道与主体的外部经第一流孔连通；旋转套与第一流孔径向重叠，并适于在主体内周向转动且轴向锁定，且具有周向分布的数个第二流孔，数个第二流孔对应于多种流量；滑动组件适于在主体内轴向滑动，且设置有用以引导滑动组件周向转动一个步长的滑动轨道槽，滑动组件能够与旋转套对接并在对接时周向锁定；传压组件设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种井下电液组控智能完井系统，其特征在于，包括：地面控制装置、两条液压控制管线、一条控制电缆及至少一井下注采工具；所述地面控制装置分别与所述两条液压控制管线及控制电缆连接，以控制液压油经两条液压控制管线的输出与输入以及控制信息经控制电缆的传输；所述至少一井下注采工具由上至下依序装设于位于井下的分层注采管柱上，并对应至少一注采层位处；所述两条液压控制管线沿所述分层注采管柱由上至下依序与所述至少一井下注采工具并联连接；所述控制电缆沿所述分层注采管柱由上至下依序与所述至少一井下注采工具串联连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种井下电液组控智能完井系统，其特征在于，包括：地面控制装置、两条液压控制管线、一条控制电缆及至少一井下注采工具；所述地面控制装置分别与所述两条液压控制管线及控制电缆连接，以控制液压油经两条液压控制管线的输出与输入以及控制信息经控制电缆的传输；所述至少一井下注采工具由上至下依序装设于位于井下的分层注采管柱上，并对应至少一注采层位处；所述两条液压控制管线沿所述分层注采管柱由上至下依序与所述至少一井下注采工具并联连接；所述控制电缆沿所述分层注采管柱由上至下依序与所述至少一井下注采工具串联连接。


2.根据权利要求1所述的井下电液组控智能完井系统，其特征在于，所述地面控制装置包括：控制单元、油箱、增压泵以及与所述控制单元连接的第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀、第五控制阀、第一压力传感器及第二压力传感器；所述控制单元连接所述控制电缆；所述油箱具有出油口及进油口，所述出油口通过液压管线连接所述增压泵；所述增压泵连接所述第一控制阀；所述增压泵的液压输出端连接所述两条液压控制管线，并于所述两条液压控制管线上分别设置所述第二控制阀及第三控制阀；由所述增压泵至所述第二控制阀及第三控制阀的方向上，于所述第二控制阀及第三控制阀之后的两条液压控制管线上分别设置有所述第一压力传感器及第二压力传感器，以及设置有与所述两条液压控制管线相连通的两条分支液压控制管线，所述两条分支液压控制管线与所述进油口连接，并于所述两条分支液压控制管线上分别设置所述第四控制阀及第五控制阀；通过所述控制单元对第一至第五控制阀的控制以实现所述增压泵对液压油的增压输出，以及对所述两条液压控制管线和两条分支液压控制管线的分别导通或截止。


3.根据权利要求1所述的井下电液组控智能完井系统，其特征在于，所述井下注采工具是由装设于所述分层注采管柱上的采集传感器、电控解码器及液压齿轮式流量阀构成；所述两条液压控制管线的其中一条液压控制管线分别与各所述井下注采工具的电控解码器的第一电控解码器进口连接，另一条液压控制管线分别与各所述井下注采工具的电控解码器的第二电控解码器进口连接；各所述电控解码器的第一电控解码器出口通过液压管线与本层的所述液压齿轮式流量阀的开启接口连接，各所述电控解码器的第二电控解码器出口通过液压管线与本层的所述液压齿轮式流量阀的关闭接口连接；所述控制电缆先与最上层的井下注采工具的采集传感器连接，所述最上层的井下注采工具的采集传感器再通过电缆与本层的电控解码器连接，所述本层的电控解码器再通过电缆穿越过本层的液压齿轮式流量阀与下一层的井下注采工具的采集传感器连接，以此通过电缆由上至下对各层井下注采工具的采集传感器及电控解码器的依序串联以实现所述控制电缆对各井下注采工具的串联连接；各所述井下注采工具的电控解码器接收所述控制电缆传输的控制信息，以分别控制各电控解码器的所述第一电控解码器进口与第一电控解码器出口以及第二电控解码器进口与第二电控解码器出口的导通或截止。


4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王威，刘淑静，焦青青，刘国滨，罗卫，许腾飞，赵飞飞，于雷，
申请(专利权)人：东营市福利德石油科技开发有限责任公司，
类型：新型
国别省市：山东;37