专利名称：测调联动地面控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油田采油领域中所用的一种控制系统，尤其是涉及一种应用于油田分层注水领域中采用测调联动方法进行配注时与可调式堵塞器、井下测调仪配合使用的测调联动地面控制系统。
背景技术：
目前油田分层注水管柱多采用偏心配水器分注管柱，在这种方式下，分层流量测试井下流量计采用存储式蜗轮流量计，通过地面回放读取流量数据，根据流量结果决定是否再次进行水嘴调整，以得到符合地质配注方案要求的流量数据。应用此方法，由于层间干扰严重，测试误差大，造成资料合格率较低。此外，在流量不符合的情况下，需要频繁起下井下堵塞器，更换水嘴，特别是随着注水井细分层段数的增加，井下调水的工作量增大，测试周期延长，从而工人劳动强度增加，成本上升，工期延长，影响了正常生产。
实用新型内容为了克服现有的油田注水井所采用的分层注水调试装置中存在的测试合格率较低、测调时间较长、测调效率低的不足，本实用新型提供一种与可调式堵塞器和井下测调仪配合使用的测调联动地面控制系统，该种测调联动地面控制系统具有实时检测单层注水量并进行地面直接读取数据、边测边调的特点，无需将堵塞器取出即可完成对注水量的调整，大大提高了生产效率。
本实用新型的技术方案是该种测调联动地面控制系统，主要包括可编程序控制器、变压器、一个数字量输出模块、一个脉冲计数模块以及一个井下测井仪器控制线路板。其中，可编程序控制器与数字量输出模块、脉冲计数模块之间通过RS232/RS485通讯协议模块连接，数字量输出模块与脉冲计数模块的数据端并联后连接至RS232/RS485通讯协议模块的数据端，RS232/RS485通讯协议模块的通讯端与可编程序控制器的输入、输出信号端相连。
此外，所述数字量输出模块的电压选择端、电压极性端、电压开关端分别连接至井下测井仪器控制线路板上的三个电压控制端，脉冲计数模块的脉冲计数信号输入端与井下测井仪器控制线路板上的采集信号输出端相连；其中数字量输出模块在可编程序控制器内部的控制软件与地面控制箱中的井下测井仪器控制线路板之间起输出信号控制作用，经井下测井仪器控制线路板实现弱电对强电的控制；脉冲计数模块在可编程序控制器内部的控制软件与地面控制箱中的井下测井仪器控制线路板间起脉冲信号计数作用，将由井下测调仪传来的实时检测的流量、温度、压力等井下参数都以量化的脉冲信号传送至可编程序控制器中。
本实用新型具有如下有益效果由于采取上述方案的测调联动地面控制系统中的变压器将现场交流220V电源经过降压、整流、滤波，变换成供可编程序控制器、井下测井仪器控制线路板等电路工作所需的不同电压，使得本控制系统可在现场交流220V电源的条件下工作，具有较强的适应性；此外，本技术方案中所采用的可编程序控制器在温度、电源干扰较恶劣的测调现场环境下，抗干扰能力强，工作性能稳定；在可编程序控制器所发出的控制命令下，井下测井仪器控制线路板能够输出井下测调仪工作所需的不同电压进而完成对可调式堵塞器水嘴的调整以及对井下流量、压力、温度等信号的采集，实现了对整个注水井分层注水的自动化检测与控制。
附图1是利用本实用新型进行工作的示意图；附图2是本实用新型的电气原理图；附图3是井下测井仪器控制线路板电气原理图一；附图4是井下测井仪器控制线路板电气原理图二。
图中1-可编程序控制器，2-变压器，3-数字量输出模块，4-脉冲计数模块，5-井下测井仪器控制线路板，6-RS232/RS485通讯协议模块。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明如图1所示，该种测调联动地面控制系统是与具有可调式堵塞器的井下测井仪器配合使用的，其上的控制电缆在地面上通过集流环、电缆绞车、地滑轮、天滑轮、铠装电缆被连接至井下具有可调式堵塞器以及使用了电磁流量计的测调仪。
图2是该种测调联动地面控制系统的组成示意图，由图中可以看出它主要包括可编程序控制器1、变压器2、一个数字量输出模块3、一个脉冲计数模块4以及一个井下测井仪器控制线路板5，井下测井仪器控制线路板5的电气原理图如图3至图6所示。其中，可编程序控制器1与数字量输出模块3、脉冲计数模块4之间通过RS232/RS485通讯协议模块6连接，数字量输出模块3与脉冲计数模块4的数据端并联后连接至RS232/RS485通讯协议模块6的数据端，RS232/RS485通讯协议模块6的通讯端与可编程序控制器1的输入、输出信号端相连。
将数字量输出模块3的电压选择端、电压极性端、电压开关端分别连接至井下测井仪器控制线路板5上的三个电压控制端，脉冲计数模块4的脉冲计数信号输入端与井下测井仪器控制线路板5上的采集信号输出端相连；其中数字量输出模块3在可编程序控制器1内部的控制软件与地面控制箱中的井下测井仪器控制线路板5之间起输出信号控制作用，经井下测井仪器控制线路板5实现弱电对强电的控制。
脉冲计数模块4在可编程序控制器1内部的控制软件与地面控制箱中的井下测井仪器控制线路板5间起脉冲信号计数作用，将由井下测调仪传来的实时检测的流量、温度、压力等井下参数都以量化的脉冲信号传送至可编程序控制器1中。图3、图4为井下测井仪器控制线路板电气原理图，从图中可以看出其中三个整流单元中有6个整流桥堆，将电源变压器输入的交流电压整流为脉动的直流电压，再经后端的大容量电解电容滤波，变换为平滑的直流电压，此电压在稳压集成电路的作用下，输出为直流30V电压。图中‘D’、‘E’间的电压为30V，‘E’、‘F’间的电压为30V，‘F’、‘CK’间的电压为30V。T4-T6为外部可调式稳压集成电路，图中‘P1’、‘P2’、‘P3’是各个可调式稳压块的外接可调电阻。改变可调电阻，T4、T5、T6的‘3’端输出电压0～30V。RL5-RL7为电压选择继电器，通过‘CH8-7’、‘CH8-8’端输入低电平有效的控制信号，将各端不同的电压接入叠加电路中。图中‘D’、‘E’、‘F’、‘CK’组成电压叠加电路。K1-K3为电压选择开关，通过选择，地面控制箱可输出0～30V、30V～60V、60V～90V、控制信号，选择输等各种不同的电压。‘K1’选择输出‘METER’为电机供电，‘K2’选择输出‘FLOW’为流量计供电，‘K3’选择输出‘PRESS’为压力计供电。RL3、RL4为输出电压选择继电器，通过‘CH8-7’、‘CH8-8’端输入低电平有效的控制信号，选择输出‘METER’、‘FLOW’或‘PRESS’电压。RL2为输出反向继电器，通过‘CH8-8’端输入低电平有效的控制信号，输出电压反向。井下测调仪调节流量部分采用了直流电机，调节流量大小，对应于直流电机的正反转。RL1为输出电压控制继电器，通过‘CH8-4’端输入低电平有效的控制信号，控制是否输出电压。B7、B8为整流桥堆，将电源变压器输入的交流电压整流为脉动的直流电压，再经后端的大容量电解电容滤波，变换为平滑的直流电压。此直流电压作为控制线路板上控制线路电源，包括集成电路、继电器等。CH2-5端接井下测调仪的上传信号，采用电容耦合方式采集信号，集成电路U1为运算放大器将输入信号放大10倍送至集成电路U2即比较器的正向输入端，同时集成电路U2比较器的反向输入端接正比于输入信号幅值的直流电压。集成电路U2比较器起信号整形作用，输出的信号接计数模块4。
实际使用时，该种测调联动地面控制系统根据井下仪器的工作要求给井下仪器供电，井下仪器供电后，测调控制线路会根据位置传感器的信号和供电的极性来决定井下仪器的动作，即仪器收放、流量测量还是调节。如果是仪器收放和流量调节，则电机会执行相应的动作。对于仪器弹开时，地面控制系统反向供电，电机正转，直至打开；对于仪器收起时，地面控制系统正向供电，位置传感器控制电机反转线路工作，当仪器收起后，位置传感器会控制供电线路自动切换到测量线路工作状态。进行仪器流量调节时，地面控制系统反向供电，电机正转，调节流量；进行仪器温度测量时，地面控制系统正向供电，位置传感器控制仪器线路工作在测量状态，地面仪器发温度测量信号，井下仪器接收到信号后，开通温度测量通道，开始测量流量。进行仪器压力测量时，地面控制系统正向供电，位置传感器控制仪器线路工作在测量状态，地面仪器发压力测量信号，井下仪器接收到信号后，开通压力测量通道，开始测量压力。进行仪器流量测量时，地面控制系统正向供电，位置传感器控制仪器线路工作在测量状态，地面仪器发流量测量信号，井下仪器接收到信号后，开通流量测量通道，开始测量流量。测调联动地面控制系统中的可编程序控制器部分根据通讯信号开通相应的通道，来测量流量、温度和压力，同时调制和传输部分完成信号，把信号传到地面。地面仪器接收井下仪器的信号，对信号进行处理，并上传到便携机显示。
权利要求1.一种测调联动地面控制系统，包括可编程序控制器(1)及变压器(2)，其特征在于所述控制系统还包括一个数字量输出模块(3)、一个脉冲计数模块(4)以及一个井下测井仪器控制线路板(5)，可编程序控制器(1)与数字量输出模块(3)、脉冲计数模块(4)之间通过RS232/RS485通讯协议模块(6)连接，数字量输出模块(3)与脉冲计数模块(4)的数据端并联后连接至RS232/RS485通讯协议模块(6)的数据端，RS232/RS485通讯协议模块(6)的通讯端与可编程序控制器(1)的输入、输出信号端相连；所述数字量输出模块(3)的电压选择端、电压极性端、电压开关端分别连接至井下测井仪器控制线路板(5)上的三个电压控制端，脉冲计数模块(4)的脉冲计数信号输入端与井下测井仪器控制线路板(5)上的采集信号输出端相连；其中数字量输出模块(3)在可编程序控制器(1)内部的控制软件与地面控制箱中的井下测井仪器控制线路板(5)之间起输出信号控制作用，经井下测井仪器控制线路板(5)实现弱电对强电的控制；脉冲计数模块(4)在可编程序控制器(1)内部的控制软件与地面控制箱中的井下测井仪器控制线路板(5)间起脉冲信号计数作用，将由井下测调仪传来的实时检测的流量、温度、压力等井下参数都以量化的脉冲信号传送至可编程序控制器(1)中。
专利摘要一种应用于油田注水井领域中与可调式堵塞器、井下测调仪配合使用的测调联动地面控制系统。主要解决现有分层注水调试装置测试合格率较低、测调时间较长的不足。其特征在于控制系统包括可编程序控制器(1)、数字量输出模块(3)、脉冲计数模块(4)以及井下测井仪器控制线路板(5)，可编程序控制器(1)与数字量输出模块(3)、脉冲计数模块(4)之间通过RS232/RS485通讯协议模块(6)连接，数字量输出模块(3)与脉冲计数模块(4)的数据端并联后连接至RS232/RS485通讯协议模块(6)的数据端。具有抗干扰能力强，工作性能稳定的特点，可实时检测单层注水量并进行调整，无需将堵塞器取出即可完成对注水量的自动检测调整，大大提高了生产效率。
文档编号E21B43/20GK2737940SQ20042011851
公开日2005年11月2日 申请日期2004年10月12日 优先权日2004年10月12日
发明者徐国民, 王清发, 王波, 鲍庆山, 张丽红 申请人:大庆油田有限责任公司