专利名称：一种智能验封测调流量装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种智能验封测调流量装置及方法，属于油田验封、 测流量、调流量用的装置及方法。
背景技术：
目前，在给油田注水井验封、测流量过程中， 一般使用的验封测 调仪需要从下至上逐级测调，测调完下级后，上提测调第二级，当上级测调成 功时，水咀发生变化，压力系统也发生变化，下级注水量也跟着变，这样需反 复起下仪器测调水量才能实现单层水量测调合格，费工费时，而且验封又需单 独下一趟仪器。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种智能验封 测调流量装置及方法；当该装置座入偏心配水器后，其上的卡簧爪卡在偏心配 水器上接头内的卡牙上，当测调压力有波动时，保证装置不上窜，使皮碗密封 和测调准确；并且通过把投捞器压送头变为可旋转电机；在结构中加入上电机、 下电机、信号接收器、套压传感器、油压传感器、流量传感器、控制电路板、 信号发射器、测试电路板、记数传感器，并与密封柱塞、测试主体、导压管、 支撑体等部件配合，将各传感器测定的数据传送到控制电路板CPU中，控制电 路板CPU将测定数据与设置参数对比，通过控制电路控制下电机旋转，带动密 封柱塞关闭单层出水孔进行验封；以及通过控制电路控制下电机反向旋转，带 动密封柱塞上行，打开单层出水孔，并由控制电路控制上电机，调节可控水咀 的流量大小，完成测调注水工作。本发明的技术方案是 一种智能验封测调流量装置，是由滑动打捞头、电 池罩、电机电池、接线端口、控制电路板、卡簧爪、定位销钉、内滑套、转动 臂、调节壳体、上电机、传动杆、旋转卡瓦、上皮碗、下滑套、调节帽、密封 柱塞、下皮碗、导压管、支撑体、定位卡块、下锁紧机构、上连接套、外套、 流量传感器、套压传感器、测试电路板、通讯接口、下连接套、导向块、信号 接收器、上锁紧机构、上仪器主体、下电机、上滑套、压帽、传动机构、计数 传感器、测试主体、油压传感器、密封套、电池、信号发射器组成；内滑套下 部装有卡簧爪，带有滑动槽的滑动打捞头套装在内滑套上，并且滑动打捞头对 应卡黄爪处开有通孔，卡簧爪从通孔支出卡在偏心配水器上接头上车有的卡牙 上；内滑套上带有定位销钉，定位销钉在滑动槽内可上、下滑动并可定位滑动 打捞头，内滑套上部套有电池罩，电池罩内装有电机电池，电机电池、控制电 路板、信号接收器的接线端置于接线端口内；内滑套内部装有控制电路板及信 号接收器；上仪器主体与内滑套螺纹连接，上仪器主体上部带有上锁紧机构， 其侧壁外装有转动臂，转动臂连接调节壳体，调节壳体内装有上电机、传动杆 及旋转卡瓦，上电机的接线端与控制电路板连接；上仪器主体下部与上滑套用 螺纹连接，上滑套上套有上皮碗上皮碗下端套有下滑套，上皮碗用压帽压住， 在下滑套上套有调节帽，以便调节上皮碗的松紧；下滑套内孔壁上装有计数传 感器，其外壁上开有与中心孔垂直的单层出水孔；下电机固定在传动机构上端 面上；传动机构从上方装入下滑套内孔中；下皮碗上端与下滑套下端套装，下 皮碗下端套在支撑体上端，下皮碗两端用压帽压住；支撑体下端与上连接套相
连，支撑体内孔为一过水通道，支撑体外侧装有下锁紧机构，两侧外壁装有定位卡块；导压管装在支撑体内壁中开有的通孔中；导压管一端通向支撑体上端 面与下皮碗内环孔相通， 一端通向支撑体下端面与套压传感器相通；上连接套 下端与测试主体上端串连，测试主体下端与密封套上端用螺纹连接；外套套装 在上连接套外部的挡台上，外套下端与测试主体螺纹连接；测试主体下端与密 封套螺纹连接，测试主体内壁一側开有凹槽，且测试主体上端面上开有与凹槽 相通的通道，凹槽内装有套压传感器，套压传感器与导压管连通，测试主体内 壁另一侧装有油压传感器，油压传感器通过测试主体侧壁上开有的导压孔与外 侧连通，测试主体中间开有进水孔，进水孔下端装有流量传感器；密封套内部 一侧装有测试电路板及信号发射器，另一側装有电池，测试电路板、信号发射 器、电池的各接线端在通讯接口内连接，下连接套上端与密封套下端用螺纹连 接，下连接套外壁上装有导向块；各密封处均用"0"型胶圈密封。测试电路板的结构是油压传感器、套压传感器、流量传感器通过A/D转 换器与中央处理器CPU相连，存储器与中央处理器CPU相连，中央处理器CPU 与控制命令输出电路连接，通过中央处理器CPU的PC接口设置各采样参数和 控制参数。控制电路板的结构是测试电路板中的控制命令输出电路通过一线制接口 输出线与控制电路板的接口相连，并通过一线制接口输入线与电平转换电路相 连，电平转换电路与中央处理器CPU相连，CPU与两控制电路相连，两控制电 路分别与上电机、下电机相连。一种智能验封测调流量方法，其控制流程是A:启动系统；B:累计延时时间；C:对累计延时时间是否等于设置延时时间进行判断，"不等于"控制流程 返回到B;"等于"流程到D;D:同时执行程序段P1和P2程序段P1al:启动下电机；bl:下电机正向旋转，计数器开始记数；cl:对计数器是否等于设置圈数进行判断，"不等于"流程返回bl，"等于"流程到dl;dl:下电机停止旋转，单层出水孔关闭；el:流程跳到c2; 程序段P2 a2:累计验封时间；b2:油压传感器和套压传感器测封隔器上下压力并记录； c2:对验封时间是否一于设置验封时间进行判断，"不等于"流程返回到 a2 ，"等于"流程到d2;d2:同时执行程序段P3和程序段P4;
程序段P3
a3:启动下电机；
b3:下电机反向旋转，计数器开始记数；
c3:对计数器是否等于设置圈数进行判断，"不等于"流程返回b3，"等 于"流程到d3;
d3:下电机停止旋转，单层出水孔打开； e3:流程跳到b4; 程序段P4
a4:累计測调等待时间；
b4-.对测调时间是否等于设置测调等待时间进行判断，"不等于"流程返回 a4 ;"等于"流程到c4; c4:累计验封时间； d4:测流量和压力并记录；
e4:对累计验封时间是否等于设置测调时间进行判断，"等于"流程跳到M, "不等于"流程到f4;
f4:流量传感器测流量并与设置流量作差后与设置的测定误差进行大小比
较，"小于"流程跳到M，"不小于"流程到g4;
g4:打开上电机，调整水嘴大小； h4:流程返到c4 ;
M:结束。
本发明与现有技术相比优点是所有层段同时完成测调、验封工作，省时 省工；整口井同时完成测调工作，使测调数据更准确；并且结构上设计了卡黄 爪和卡牙，可防止装置窜动；在信号传输中采用了无线接收方式，加工工艺简 单，装配容易，维护方便。
图1为一种智能验封测调流量装置；图2为一种智能验封测调流 量装置与偏心配水器配套使用结构图；图3为控制电路板电路结构框图；图4 为测试电路板结构框图；图5为一种智能验封测调流量方法的控制流程图。
具体实施例方式参见图l、图2， 一种智能验封测调流量装置是由滑动打捞头l、
电池罩2、电机电池3、接线端口 4、控制电路板5、卡簧爪6、定位销钉7、 内滑套8、转动臂9、调节壳体IO、上电机ll、传动杆12、旋转卡瓦13、上皮 碗14、下滑套15、调节帽16、密封柱塞17、下皮碗18、导压管19、支撑体20、 定位卡块21、下锁紧机构22、上连接套23、外套24、流量传感器26、套压传 感器27、测试电路板28、通讯接口29、下连接套30、导向块31、信号接收器 33、上锁紧机构34、上仪器主体35、下电机36、上滑套37、压帽38、传动机 构39、计数传感器40、测试主体44、油压传感器46、密封套47、电池48、信 号发射器49组成；其结构是内滑套8下部装有卡簧爪6，带有滑动槽的滑动 打捞头1套装在内滑套8上，并且滑动打捞头1对应卡黄爪6处开有通孔，卡 簧爪6从通孔支出卡在偏心配水器上接头51上车有的卡牙50上；内滑套8上 带有定位销钉7，定位销钉7在滑动槽内可上、下滑动并可定位滑动打捞头l，
内滑套8上部套有电池罩2，电池罩2内装有电机电池3，电机电池3、控制电 路板5、信号接收器33的接线端置于接线端口4内；内滑套8内部装有控制电 路板5及信号接收器33;上仪器主体35与内滑套8螺纹连接，上仪器主体35 上部带有上锁紧机构34，其侧壁外装有转动臂9，转动臂9连接调节壳体10， 调节壳体10内装有上电机11、传动杆12及旋转卡瓦13，上电机11的接线端 与控制电路板5连接；上仪器主体35下部与上滑套37用螺纹连接，上滑套37 上套有上皮碗14;上皮碗14下端套有下滑套15，上皮碗14用压帽38压住， 在下滑套15上套有调节帽16,以便调节上皮碗14的松紧；下滑套15内孔壁 上装有计数传感器40，其外壁上开有与中心孔垂直的单层出水孔42;下电机36 固定在传动机构39上端面上；传动机构39从上方装入下滑套15内孔中；下 皮碗18上端与下滑套15下端套装，下皮碗18下端套在支撑体20上端，下皮 碗18两端用压帽压住；支撑体20下端与上连接套23相连，支撑体20内孔为 一过水通道43，支撑体20外侧装有下锁紧机构22，两侧外壁装有定位卡块21; 导压管19装在支撑体20内壁中开有的通孔中；导压管19 一端通向支撑体20 上端面与下皮碗18内环孔相通， 一端通向支撑体20下端面与套压传感器27 相通；上连接套23下端与测试主体44上端串连，测试主体44下端与密封套47 上端用螺纹连接；外套24套装在上连接套23外部的挡台上，外套24下端与 测试主体44螺纹连接；测试主体44下端与密封套47螺纹连接，测试主体44 内壁一侧开有凹槽，且测试主体44上端面上开有与凹槽相通的通道，凹槽内 装有套压传感器27，套压传感器27与导压管19连通，测试主体44内壁另一 侧装有油压传感器46,油压传感器46通过测试主体44侧壁上开有的导压孔45 与外侧连通，测试主体44中间开有进水孔25，进水孔25下端装有流量传感器 26;密封套47内部一侧装有测试电路板28及信号发射器49，另一侧装有电池 48，测试电路板28、信号发射器49、电池48的各接线端在通讯接口 29内连接， 下连接套30上端与密封套47下端用螺纹连接，下连接套30外壁上装有导向 块31;各密封处均用"0"型胶圈密封。
测试电路板28的结构是油压传感器46、套压传感器27、流量传感器26 通过A/D转换器与中央处理器CPU相连，存储器与中央处理器CPU相连，中央 处理器CPU与控制命令输出电路连接，通过中央处理器CPU的PC接口可设置 各采样参数和控制参数。
控制电路板5的结构是测试电路板28中的控制命令输出电路通过一线 制接口输出线与接口输入端相连，与接口输出端相连的一线制接口输入线与电 平转换电路相连；电平转换电路与中央处理器CPU相连；CPU与两控制电路相 连；两控制电路分别与上电机ll、下电机36相连。
测试电路板28与控制电路板5的工作原理是测试电路板28的CPU通过 对各测试数据与设置参数的对比判断后，发出控制指令，由控制命令输出电路 通过一线制接口将指令传送到控制电路板5的CPU内并进行处理，通过控制电 路对上电机ll、下电机36的转动与停止进行控制。
一种智能验封测调流量方法的控制流程是-
A:启动系统；B:累计延时时间；C:对累计延时时间是否等于设置延时时间进行判断，"不等于"控制流程 返回到B;"等于"流程到D;D:同时执行程序段P1和P2 程序段P1al:启动下电机36;bl:下电机36旋转，计数器开始记数；cl:对计数器是否等于设置圈数进行判断，"不等于"流程返回bl，"等 于"流程到dl;dl:下电机36停止旋转，单层出水孔42关闭；el:流程跳到c2; 程序段P2 a2:累计验封时间；b2:油压传感器46和套压传感器27测封隔器上下压力并记录； c2:对验封时间是否等于设置验封时间进行判断，"不等于"流程返回到 a2 ，"等于"流程到d2;d2:同时执行程序段P3和程序段P4; 程序段P3 a3:启动下电机36;b3:下电机36反向旋转，计数器开始记数；c3:对计数器是否等于设置圈数进行判断，"不等于"流程返回b3，"等 于"流程到d3;d3-.下电机36停止旋转，单层出水孔42打开； e3:流程跳到b4; 程序段P4a4:累计测调等待时间；b4:对测调时间是否等于设置测调等待时间进行判断，"不等于"流程返回 a4 ;"等于"流程到c4; c4:累计验封时间； d4:测流量和压力并记录；e4:对累计验封时间是否等于设置测调时间进行判断，"等于"流程跳到M, "不等于"流程到f4;f4:流量传感器26测流量并与设置流量作差后与设置的测定误差进行大 小比较，"小于"流程跳到M，"不小于"流程到g4;g4:打开上电机11，调整水嘴大小h4:流程到c4 ;M:结束。在实际工作中，由于下电机36旋转工作周期短于设置验封时间和设置的
测调等待时间，所以，为了提高工作效率，在控制流程中设计成两项工作同时 进行，即同时执行程序段P1和P2; P3和P4;如果不考虑节省工作时间，控制 流程也可按先后顺序执行，即先执行程序段Pl，然后执行程序段P2;先执行 程序段P3，后执行程序段P4。
具体方法是测调时，参见图2，在每一层偏心配水器内都用脱卡器投放 一件一种智能验封测调流量装置，当一种智能验封测调流量装置经过偏心配水
器中心孔后再上提下放时，上锁紧机构34打开转动臂9,下锁紧机构22打开 定位卡块21，卡簧爪6卡在上接头51内车有的防窜卡牙50上，同时旋转卡瓦 13卡住可调堵塞器52的多方打捞头；上皮碗14与下皮碗18靠上滑套37与下 滑套15及下滑套15与支撑体20的相对位移胀开，分别密封在偏心配水器内 壁单层进水孔53的上、下密封面处；系统启动时，最下级的一种智能验封测 调流量装置的下电机36带动传动机构39旋转，使密封柱塞17下行，当计数 传感器40等于设置圈数时，控制电路板5控制下电机36停止转动，密封柱塞 17不再下行，此时密封柱塞17封住单层出水孔42,这时一种智能验封测调流 量装置的油压传感器46从导压孔45感应注水压力，套压传感器27通过导压 管19感应地层压力，根据注水压力与地层压力产生的压降，判断封隔器是否 密封；当累计验封时间等于设置验封时间后，电机控制板5启动下电机36反 转，带动传动机构39使密封柱塞17上行，开启单层出水孔42，单层出水孔53
也处于连通状态；同时上一级一种智能验封测调装置内的密封柱塞17关闭进 行验封工作；这样一种智能验封测调流量装置从下至上或从上至下逐级进行验 封，也可有选择地进行验封，对于停注层验封时，可让可控水咀打开，待验封 完毕后再关闭可控水咀；注水一定时间，当测调等待时间等于设置测调等待时 间后，每一级一种智能验封测调流量装置的流量传感器26开始测试流量，当 所测流量与设置流量的差大于测定误差时，信号发射器49向信号接收器33发 射信号，信号发射可采取单根导线传输，也可无线传输，信号接收器33指示 控制电路板5启动上电机11旋转，调节可调堵塞器52的可控水咀大小，直到 可控水咀过水量与设置流量的差小于测定误差时，上电机11停转。
测调完毕后，下入打捞器，打捞器内的卡瓦卡住滑动打捞头1上行，卡簧 爪6縮回滑动打捞头1内壁里，卡簧爪6脱离卡牙，便可提出装置，从下至上 依次捞出一种智能验封测调流量装置，把计算机与通讯接口 29连接回放压力 曲线和流量曲线，从而完成整口井的验封、流量测试及测调过程。这样只需起 下一趟仪器便完成了验封、测流量及调流量的过程，即省时又省力，使测调更 加准确。
权利要求
1、一种智能验封测调流量装置，是由滑动打捞头(1)、电池罩(2)、电机电池(3)、接线端口(4)、控制电路板(5)、卡簧爪(6)、定位销钉(7)、内滑套(8)、转动臂(9)、调节壳体(10)、上电机(11)、传动杆(12)、旋转卡瓦(13)、上皮碗(14)、下滑套(15)、调节帽(16)、密封柱塞(17)、下皮碗(18)、导压管(19)、支撑体(20)、定位卡块(21)、下锁紧机构(22)、上连接套(23)、外套(24)、流量传感器(26)、套压传感器(27)、测试电路板(28)、通讯接口(29)、下连接套(30)、导向块(31)、信号接收器(33)、上锁紧机构(34)、上仪器主体(35)、下电机(36)、上滑套(37)、压帽(38)、传动机构(39)、计数传感器(40)、测试主体(44)、油压传感器(46)、密封套(47)、电池(48)、信号发射器(49)组成；其特征在于内滑套(8)下部装有卡簧爪(6)，带有滑动槽的滑动打捞头(1)套装在内滑套(8)上，并且滑动打捞头(1)对应卡黄爪(6)处开有通孔，卡簧爪(6)从通孔支出卡在偏心配水器上接头(51)上车有的卡牙(50)上；内滑套(8)上带有定位销钉(7)，定位销钉(7)在滑动槽内可上、下滑动并可定位滑动打捞头(1)，内滑套(8)上部套有电池罩(2)，电池罩(2)内装有电机电池(3)，电机电池(3)、控制电路板(5)、信号接收器(33)的接线端置于接线端口(4)内；内滑套(8)内部装有控制电路板(5)及信号接收器(33)；上仪器主体(35)与内滑套(8)螺纹连接，上仪器主体(35)上部带有上锁紧机构(34)，其侧壁外装有转动臂(9)，转动臂(9)连接调节壳体(10)，调节壳体(10)内装有上电机(11)、传动杆(12)及旋转卡瓦(13)，上电机(11)的接线端与控制电路板(5)连接；上仪器主体(35)下部与上滑套(37)用螺纹连接，上滑套(37)上套有上皮碗(14)；上皮碗(14)下端套有下滑套(15)，上皮碗(14)用压帽(38)压住，在下滑套(15)上套有调节帽(16)，以便调节上皮碗(14)的松紧；下滑套(15)内孔壁上装有计数传感器(40)，其外壁上开有与中心孔垂直的单层出水孔(42)；下电机(36)固定在传动机构(39)上端面上；传动机构(39)从上方装入下滑套(15)内孔中；下皮碗(18)上端与下滑套(15)下端套装，下皮碗(18)下端套在支撑体(20)上端，下皮碗(18)两端用压帽压住；支撑体(20)下端与上连接套(23)相连，支撑体(20)内孔为一过水通道(43)，支撑体(20)外侧装有下锁紧机构(22)，两侧外壁装有定位卡块(21)；导压管(19)装在支撑体(20)内壁中开有的通孔中；导压管(19)一端通向支撑体(20)上端面与下皮碗(18)内环孔相通，一端通向支撑体(20)下端面与套压传感器(27)相通；上连接套(23)下端与测试主体(44)上端串连，测试主体(44)下端与密封套(47)上端用螺纹连接；外套(24)套装在上连接套(23)外部的挡台上，外套(24)下端与测试主体(44)螺纹连接；测试主体(44)下端与密封套(47)螺纹连接，测试主体(44)内壁一侧开有凹槽，且测试主体(44)上端面上开有与凹槽相通的通道，凹槽内装有套压传感器(27)，套压传感器(27)与导压管(19)连通，测试主体(44)内壁另一侧装有油压传感器(46)，油压传感器(46)通过测试主体(44)侧壁上开有的导压孔(45)与外侧连通，测试主体(44)中间开有进水孔(25)，进水孔(25)下端装有流量传感器(26)；密封套(47)内部一侧装有测试电路板(28)及信号发射器(49)，另一侧装有电池(48)，测试电路板(28)、信号发射器(49)、电池(48)的各接线端在通讯接口(29)内连接，下连接套(30)上端与密封套(47)下端用螺纹连接，下连接套(30)外壁上装有导向块(31)；各密封处均用“O”型胶圈密封。
2、 如权利要求1所述的一种智能验封测调流量装置，其特征在于所述的测试电路板(28)的结构是油压传感器(46)、套压传感器(27)、流量传感器(26)通过A/D转换器与中央处理器CPU相连，存储器与中央处理器CPU相连， 中央处理器CPU与控制命令输出电路连接，通过中央处理器CPU的PC接口设 置各采样参数和控制参数。
3、 如权利要求1所述的一种智能验封测调流量装置，其特征在于所述的控 制电路板(5)的结构是测试电路板(28)中的控制命令输出电路通过一线 制接口输出线与控制电路板(5)的接口相连，并通过一线制接口输入线与电 平转换电路相连，电平转换电路与中央处理器CPU相连，CPU与两控制电路相 连，两控制电路分别与上电机(11)、下电机(36)相连。
4、 一种智能验封测调流量方法，其特征在于其控制流程是:A:启动系统；B:累计延时时间；C:对累计延时时间是否等于设置延时时间进行判断，"不等于"控制流程返回到B;"等于"流程到D;D:同时执行程序段P1和P2 程序段P1al:启动下电机(36);bl:下电机(36)正向旋转，计数器开始记数；cl:对计数器是否等于设置圈数进行判断，"不等于"流程返回bl，"等 于"流程到dl;dl:下电机(36)停止旋转，单层出水孔(42)关闭；el:流程跳到c2; 程序段P2 a2:累计验封时间；b2:油压传感器(46)和套压传感器(27)测封隔器上下压力并记录； c2:对验封时间是否等于设置验封时间进行判断，"不等于"流程返回到 a2 ，"等于"流程到d2;d2:执行程序段P3和程序段P4; 程序段P3a3:启动下电机(36);b3:下电机(36)反向旋转，计数器开始记数；c3:对计数器是否等于设置圈数进行判断，"不等于"流程返回b3，"等 于"流程到d3;d3:下电机(36)停止旋转，单层出水孔(42)打开； e3:流程跳到b4; 程序段P4a4:累计测调等待时间；b4:对测调时间是否等于设置测调等待时间进行判断，"不等于"流程返 回a4 ;"等于"流程到c4; c4:累计验封时间； d4:测流量和压力并记录；e4:对累计验封时间是否等于设置测调时间进行判断，"等于"流程跳到 M，"不等于"流程到f4;f4:流量传感器(26)测流量并与设置流量作差后与设置的测定误差进 行大小比较，"小于"流程跳到M，"不小于"流程到g4;g4:打开上电机(11)，调整水嘴大小；h4:流程返到c4 ; M:结束。
全文摘要
一种智能验封测调流量装置属于注水、验封测调流量装置；该装置与偏心配水器结合，卡簧爪卡在上接头内的卡牙上，当测调压力波动时保证装置不上窜，使皮碗密封和测调准确；并把投捞器压送头改为可旋转电机；上电机、下电机、信号接收器、套压传感器、油压传感器、流量传感器、控制电路板、信号发射器、测试电路板、记数传感器、密封柱塞、测试主体、导压管、支撑体等各部件相互结合，将各传感器测定数据传送到控制电路板中，并与设置参数对比判断后，通过控制电路控制下电机旋转，带动密封柱塞关闭单层出水孔进行验封；通过控制电路控制下电机反向旋转，带动密封柱塞上行，打开单层出水孔；通过控制电路控制上电机，调节可控水咀流量大小，完成注水测调工作。
文档编号E21B47/10GK101165314SQ20061014260
公开日2008年4月23日 申请日期2006年10月18日 优先权日2006年10月18日
发明者杨朝杰 申请人:杨朝杰