一种用压力脉冲实现分层配水的方法技术

本发明专利技术提供了一种用压力脉冲实现分层配水的方法，属于石油天然气领域。本发明专利技术利用井口压力脉冲程控发生器和配有智能配水器的分层注水管柱来实现分层配水。利用本发明专利技术的方法，可无线遥控完成分层配水任务，无需进行传统的投捞调配，节约了劳动时间和施工成本，是一种高效、先进、成功率高的分层配水方法。同时，使用井口压力脉冲程控发生器产生负压力脉冲，具有不停泵、无需其它施工作业设备辅助、不使用高压水作压力源，可在半小时内完成三个层位的分层配水作用的优势，也进一步提高了现有技术的效率、施工成本和成功率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于石油天然气领域，具体涉及，用于在分层注水井中进行分层配水。
技术介绍
专利号为200410061228. 8的专利公开了一种用压力波调控分层配水的方法，涉及油田注水井内分层配水作用，是根据注水井需要配水的层段数量，将一组能接收地面压力信号的压控配水器各设定所在位置及动作的压力信号编码，设置接收和执行这些信号的程序，将装有具备上述设置的压控配水器的注水管下入注水井中，并使其上各配水器位于相应层段；以地面高压泵生产的高压水作压力源，通过操作压力源和井口装置上的阀门，对需要调整水量的层段上的压控配水器发出与其动作相对应的压力编码信号，使之产生过水面积的变化。 但是该技术存在以下缺陷1，该技术在现场实施前需要暂停地面注水泵，待井筒内压力系统降落为接近静液柱压力后，方可进行调控施工，在一定程度上延长了施工时间。2，该技术在现场调控施工时需借助高压泵等地面设备，但是在说明书中没有提及该高压泵是施工井对应配备的地面注水泵还是施工专门调配的水泥车。假设高压泵设备是施工井对应配备的地面注水泵，当该井不是单井单泵的高压注水井，而是单泵多井的远程低压注水井，则在注水站的配水房进行远程压力波控制相当繁琐；假设高压泵设备为施工专门调配的水泥车，则无疑增加了施工成本和施工工序。3，该技术采用高压水作为压力源存在调控失败的风险。在油田注水井中，不同的地层吸水能力的差异较大，对于地层能力低、吸水能力强的分层注水井，当高压水作用于井筒中时，由于此时井下水嘴通道与地层连通，地层相当于一个泄流通道，使井筒无法起压，最终造成调控困难甚至失败。4，受压力波发生原理的限制，采用该技术进行压力波编码信号分层配水的时间过长。以某分层注水井下入三个压控配水器为例，采用该技术的压力编码信号给一个压控配水器发送指令的时间长大40分钟，则即使每一个压力编码信号中间没有时间间隔，为三个压控配水器发送指令的时间也长达120分钟。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供，通过井口压力脉冲程控发生装置，不停泵、无需其它施工作业设备且不使用高压水作压力源。本专利技术是通过以下技术方案实现的，所述方法利用井口压力脉冲程控发生器和配有智能配水器的分层注水管柱来实现分层配水；所述方法包括以下步骤(I)在井下的分层配水管柱上对应每个注水层位处装有一个智能配水器，在井口安装井口压力脉冲程控发生器4 ;所述井口压力脉冲程控发生器4通过通讯电缆5与计算机6相连；(2)通过计算机6向井口压力脉冲程控发生器4发送指令信号，井口压力脉冲程控发生器4接收到指令信号后，程控发生指令，同时通过控制开关闸阀4-3的开和关在注水井井筒内产生对应的负压力脉冲波，一组负压力脉冲波形成与所述指令信号对应的压力脉冲编码号；(3)所述负压力脉冲波以注入水为载体，传递给井下的智能配水器；所述负压力脉冲波的传播速度与声波在注入水中的传输速度相同；(4)井下智能配水器中的压力脉冲硬件检测电路将接收到的压力脉冲编码信号解码为可执行指令，然后井下智能配水器的控制软件控制可调水嘴执行相应的指令后改变水 嘴的开度大小，进而实现分层配水。所述步骤(2)中的指令为一组二进制数。所述步骤(2)中发生指令的方式如下(21)顺序执行指令中的各个二进制数；(22)执行二进制数“I”时，井口压力脉冲程控发生器4瞬间打开开关闸阀4-3，I秒后关闭并维持30秒；(23)执行二进制数“O”时，井口压力脉冲程控发生器4关闭开关闸阀4-3，维持30秒。所述开关闸阀4-3闭合时，井筒中的压力接近注水压力，当开关闸阀4-3打开时，井筒中的压力低于注水压力，所述负压力脉冲波是由接近注水压力和低于注水压力的波形组合而成的。所述井口压力脉冲程控发生器4包括防喷管4-1、压力表接口 4-2、开关闸阀4-3、出液口 4-4和电机传动机构4-5 ；所述防喷管4-1的一端接在油管扣上，另一端与开关闸阀4-3的进口端相连通，开关闸阀4-3的出口端连接有出液口 4-4 ;开关闸阀4-3与电机传动机构4-5连接，电机传动机构4-5与计算机6相连；在所述防喷管4-1和开关闸阀4-3之间的管路上开有压力表接口 4-2，在压力表接口 4-2处接上压力表；所述计算机6以程控方式控制电机传动机构4-5，电机传动机构4-5控制开关闸阀4-3的开闭。所述开关闸阀4-3采用的是平行式闸阀。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是本专利技术可无线遥控完成分层配水任务，无需进行传统的投捞调配，节约了劳动时间和施工成本，是一种高效、先进、成功率高的分层配水方法。同时，针对现有技术的缺陷进行了大幅度改进，使用井口压力脉冲程控发生器产生负压力脉冲，具有不停泵、无需其它施工作业设备辅助、不使用高压水作压力源，可在半小时内完成三个层位的分层配水作用的优势，也进一步提高了现有技术的效率、施工成本和成功率。附图说明图I是本专利技术一个实施例的结构示意图。图2是本专利技术中的井口压力脉冲程控发生器的结构示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述，所述方法利用井口压力脉冲程控发生器4和配有智能配水器的分层注水管柱来实现分层配水；所述方法包括以下步骤(I)在井下的分层配水管柱上对应每个注水层位处装有一个智能配水器(图I中的ZPl、ZP2和ZP3)，在井口安装井口压力脉冲程控发生器4 ;所述井口压力脉冲程控发生器4通过通讯电缆5与计算机6相连；·(2)通过计算机6向井口压力脉冲程控发生器4发送指令信号，井口压力脉冲程控发生器4接收到指令信号后，程控发生指令，同时通过控制开关闸阀4-3的开和关在注水井井筒内产生对应的负压力脉冲波，一组负压力脉冲波形成与所述指令信号对应的压力脉冲编码号；(3)所述负压力脉冲波以注入水为载体，传递给井下的智能配水器；所述负压力脉冲波的传播速度与声波在注入水中的传输速度相同；(4)井下智能配水器中的压力脉冲硬件检测电路将接收到的压力脉冲编码信号解码为可执行指令，然后井下智能配水器的控制软件控制可调水嘴执行相应的指令后改变水嘴开度大小，进而实现分层配水(即分层调配注水)。所述开关闸阀4-3闭合时，井筒中的压力接近注水压力，当开关闸阀4-3打开时，井筒中的压力低于注水压力，所述负压力脉冲波是由接近注水压力和低于注水压力的波形组合而成的。图I给出的是有三个需分层配水(图I中1、2、3)的注水井的实施例，少于三层或多于三层的实施例也使用同样的方法。下面给出一个具体的操作过程对于由压力传感器、控制电路、电机、可调水嘴等组成的智能配水器，假设要将图I中层位I对应的智能配水器ZPl的开度大小调整为全开，则可按照如下步骤操作在注水井进口安装井口压力程控发生装置4 ；由计算机6的指令软件将全开指令的代码通过通讯电缆5传递给井口压力脉冲程控发生装置4，全开指令代码为16位二进制数11010010 11001001。其中前2位为同步码，第三到第六位为地址码，后8位为动作码；井口压力脉冲程控发生器4接收到指令信号后，程控发生指令，发生指令的方式遵循以下规律和原则I)顺序执行16位字节指令；2)执行二进制数“I”时，井口压力脉冲程控发生器4瞬间打开开关闸阀4-3，I秒后关闭并维持30秒；3)执行二进制数“O”时，井口压力脉冲程控发生器4关闭开关闸阀4-3，维持30秒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用压力脉冲实现分层配水的方法，其特征在于：所述方法利用井口压力脉冲程控发生器(4)和配有智能配水器的分层注水管柱来实现分层配水；所述方法包括以下步骤：(1)在井下的分层配水管柱上对应每个注水层位处装有一个智能配水器，在井口安装井口压力脉冲程控发生器(4)；所述井口压力脉冲程控发生器(4)通过通讯电缆(5)与计算机(6)相连；(2)通过计算机(6)向井口压力脉冲程控发生器(4)发送指令信号，井口压力脉冲程控发生器(4)接收到指令信号后，程控发生指令，同时通过控制井口压力脉冲程控发生器(4)的开关闸阀(4？3)的开和关在注水井井筒内产生对应的负压力脉冲波，一组负压力脉冲波形成与所述指令信号对应的压力脉冲编码信号；(3)所述负压力脉冲波以注入水为载体，传递给井下的智能配水器；(4)井下智能配水器中的压力脉冲硬件检测电路将接收到的压力脉冲编码信号解码为可执行指令，然后井下智能配水器的控制软件控制可调水嘴执行相应的指令后改变水嘴的开度大小，进而实现分层配水。

【技术特征摘要】
1.一种用压力脉冲实现分层配水的方法，其特征在于所述方法利用井口压力脉冲程控发生器(4)和配有智能配水器的分层注水管柱来实现分层配水；所述方法包括以下步骤 (1)在井下的分层配水管柱上对应每个注水层位处装有一个智能配水器，在井口安装井口压力脉冲程控发生器(4);所述井口压力脉冲程控发生器(4)通过通讯电缆(5)与计算机(6)相连； (2)通过计算机(6)向井口压力脉冲程控发生器(4)发送指令信号，井口压力脉冲程控发生器(4)接收到指令信号后，程控发生指令，同时通过控制井口压力脉冲程控发生器(4)的开关闸阀(4-3)的开和关在注水井井筒内产生对应的负压力脉冲波，一组负压力脉冲波形成与所述指令信号对应的压力脉冲编码信号； (3)所述负压力脉冲波以注入水为载体，传递给井下的智能配水器； (4)井下智能配水器中的压力脉冲硬件检测电路将接收到的压力脉冲编码信号解码为可执行指令，然后井下智能配水器的控制软件控制可调水嘴执行相应的指令后改变水嘴的开度大小，进而实现分层配水。2.根据权利要求I所述的在注水井井口产生压力脉冲的装置，其特征在于所述步骤(2)中的指令为一组二进制数。3.根据权利要求2所所述的用压力脉冲实现分层配水的方法，其特征在于所述步骤(2)中发生指令的方式如下 (21)顺序执行指令中的各个二进制数； (22)当执行二进制数“I”时，井口压力脉冲程控发生器(4)瞬间打开开关闸阀(4-3)，I秒后关闭并维持30秒； (...

【专利技术属性】
技术研发人员：李仁忠，谢小辉，尤文超，杨志涛，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司采油工艺研究院，
类型：发明
国别省市：