一种新型缆控智能测调注入工具的制作方法

本实用新型涉及海上油田分层开采工具，特别涉及一种可长期在井下作业，实时控制地层注水量、监测地层流量、压力参数的新型缆控智能测调注入工具。

背景技术：

注水增产作为油田的二次采油技术，已在海上油田应用多年，近年适用于海上油田的缆控智能测调注水工艺研发成功，并逐步在海上油田应用推广，该工艺关键设备是缆控智能测调注水工作筒，该工作筒具有长期分层测调、在线监测等功能，调高注水测调功效。但目前该缆控智能测调注水工艺仅适用于4.75″以上内通径注水井，针对3″、3.25″、3.88″内通径注水井暂无适用尺寸的配注工具。

随着小井眼技术的发展和降本增效理念的推广，海上油田小井眼注水井的数量逐渐增多，如何实现小井眼注水井的分层测调和大排量注水，提高配注效率，降低注水作业成本，是海上油田注水工艺面临的亟待解决的难题。

因此提出了适用于3″、3.25″、3.88″内通径注水井的小直径、大排量新型智能测调注入工具。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种新型缆控智能测调注入工具，该工具具有电流过载防护及防返吐特点，具有实时调配、实时监测、在线验封功能及耐高温高压特性，能够满足3″、3.25″、3.88″内通径注水井的大排量注入需求。

本实用新型所采用的技术方案是：一种新型缆控智能测调注入工具，包括相互连接的上接头、主壳体和下接头，所述主壳体的后端面上径向设置有注水出口，所述主壳体内轴向设置有集成测调系统；所述集成测调系统为管柱状结构，并与 所述主壳体之间形成环空过流通道；所述集成测调系统内轴向设置有中间通道、径向设置有注水入口；所述中间通道的内部前端依次设置有相互连接的测控电路和电机，所述中间通道的内部中部、位于所述注水入口处设置有与所述电机相连接的调节阀，所述中间通道的内部底部、位于所述注水入口的进水口处设置有单流阀。

其中，所述单流阀采用弹簧自动开关结构。

所述注水入口的两端分别与所述中间通道和所述环空过流通道相连通；所述注水出口的进水口与所述中间通道相连通。

所述主壳体的前端面和后端面上，分别设置有若干个沿圆周方向排列的圆孔，所述圆孔与所述环空过流通道相连通。

所述集成测调系统内、位于所述中间通道的两侧设置有流量计，所述流量计与所述测控电路相连接。

其中，所述流量计采用超声波流量计。

所述集成测调系统的外壁上设置有管柱压力计，所述管柱压力计与所述测控电路相连接。

所述主壳体的外壁上、位于所述注水出口的出水口处设置有地层压力计，所述地层压力计与所述测控电路相连接。

所述上接头的内部设置有用于与所述测控电路相连接的导电滑环，所述上接头的外部设置有上电缆接头，所述上电缆接头和所述导电滑环之间通过内部供电电缆相连接。

所述下接头的内部设置有用于与所述测控电路相连接的导电滑环，所述下接头的外部设置有下电缆接头，所述下电缆接头和所述导电滑环之间通过内部供电电缆相连接。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型注入工具环空过流通道为主流道，中间通道为地层注水通道，可实现小直径、大排量注水；

(2)本实用新型注入工具内部测控电路设计有过载防护功能，可防护内部电器元件受损；

(3)本实用新型注入工具出水出口处采用单流阀，可实现注入工具的防 返吐；同时，该注入工具内部设计有电机、调节阀、压力计、流量计等，具有实时测调地层注水量，实时监测地层流量、压力参数并地面显示，及地层压力在线验封的功能，可适用于3″、3.25″、3.88″内通径注水井，并在电缆和配水器使用寿命范围内永久实现分层调配和监测，能够提高3″、3.25″、3.88″内通径注水井的注水效率，降低作业成本，实现小井眼注水井的高效、大排量注水。

附图说明

图1：本实用新型结构示意图；

图2：本实用新型A-A剖面结构示意图；

图3：本实用新型B-B剖面结构示意图；

图4：本实用新型电路框图。

附图标注：1、上电缆接头；2、主壳体；3、环空过流通道；4、管柱压力计；5、流量计；6、集成测调系统；7、单流阀；8、下接头；9、上接头；10、测控电路；11、电机；12、中间通道；13、调节阀；14、注水入口；15、注水出口；16、地层压力计；17、下电缆接头；18、导电滑环；19、外部电源；20、测控单元。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

如附图1至图4所示，一种新型缆控智能测调注入工具，包括通过螺纹相互连接的上接头9、主壳体2和下接头8，所述主壳体2的前端面和后端面上，分别设置有若干个沿圆周方向排列的圆孔，所述主壳体2的后端面上径向设置有注水出口15，所述注水出口15的进水口与下述集成测调系统6内的中间通道12相连通。

所述主壳体2内轴向设置有集成测调系统6，所述集成测调系统6为管柱状结构，与所述主壳体2采用同心结构设计，并与所述主壳体2之间形成环空过流通道3。

所述集成测调系统6内轴向设置有中间通道12、径向设置有注水入口14，所述注水入口14的两端分别与所述中间通道12和所述环空过流通道3相连通。 所述中间通道12的内部前端依次设置有相互连接的测控电路10和电机11；所述中间通道12的内部中部、位于所述注水入口14处设置有与所述电机11相连接的调节阀13，通过所述电机11转动来控制调节阀13的进液量；所述中间通道12的内部底部、位于所述注水入口14的进水口处设置有单流阀7，所述单流阀7采用弹簧自动开关结构设计，只允许工具内的液体进入地层，阻止地层液体反吐进入工具内部。

本实用新型中，为监测流经液体的流量，所述集成测调系统6内、位于所述中间通道12的两侧设置有流量计5，所述流量计5与所述测控电路10相连接，其中，所述流量计5采用超声波流量计5，依据声波反射原理，通过声波发射和声波接收监测地层注入流量；为监测本工具内的压力，所述集成测调系统6的外壁上设置有管柱压力计4，所述管柱压力计4与所述测控电路10相连接；为监测地层压力，所述主壳体2的外壁上、位于所述注水出口15的出水口处设置有地层压力计16，所述地层压力计16与所述测控电路10相连接。

本实用新型中，所述上接头9的内部设置有用于与所述测控电路10相连接的导电滑环18，所述上接头9的外部设置有上电缆接头1，所述上电缆接头1和所述导电滑环18之间通过内部供电电缆相连接；所述下接头8的内部设置有用于与所述测控电路10相连接的导电滑环18，所述下接头8的外部设置有下电缆接头17，所述下电缆接头17和所述导电滑环18之间通过内部供电电缆相连接。所述上接头9和所述下接头8内部均设计有供上述内部供电电缆穿越的通道，可防止测控电缆裸露、受损，同时，外部设置的上电缆接头1和下电缆接头17可对内部供电电缆进行防水保护。当上接头9和下接头8通过普通螺纹与主壳体2连接时，测控电路10可在上接头9和下接头8内部通过导电滑环18与内部供电电缆直接对接，与在工具外部连接的设计相比，可以避免测控电路10在油管内触水，导致整个电路受损；同时，上电缆接头1和下电缆接头17具有双层密封功能，能够防护水、油进入工具内部，实现对供电电缆的油水隔离防护。

本实用新型中，如图4所示，所述测控电路10内部设置有测控单元20，所述测控单元20的软件系统设计有电流过载防护作用，当所述电机11扭矩过大时，电流增大，所述测控单元20读取电流后，通过软件系统对电机11进行零电量输出，进而实现对电元器件的过载防护。正常注水时，本工具可能处于调节注水量 状态或者监控状态，无论何种状态，测控电路10都能够过载防护。首先当本工具需要调节注水量时，地面外部电源19通过电缆为设备供电，上电缆接头1与测控电路10连通，测控电路10控制电机11的转动，电机11转动带动调节阀13上下移动，当调节阀13上下移动到极限时，电机11继续转动无法实现调节阀13的位移，电机11转动易发生扭矩过载，进而造成电流过大，烧毁电机11，此时测控电路10可自动断开与电机11的连接，防止电机11烧毁；同时，由于大部分供电电缆在油管内部设备外部，所以当电缆发生意外损坏，导致电缆芯体裸露，电芯遇水发生短路时，测控电路10同样可以自动断开与地面电源的连通，防护整个电路。

本实用新型中，所述环空过流通道3为全井过流通道，与所述主壳体2前、后两端面上的圆孔相连通，可在有限外径下，增大单井注水量；此外，所述环空过流通道3通过所述注水入口14与所述中间通道12相连接，所述中间通道12为地层注水通道。注水过程中，流体由主壳体2前端面的多通道环空圆孔全部流入环空过流通道3中，流体在环空过流通道3与中间通道12交口处分流，部分流体通过注水入口14流入中间通道12，经调节阀13、流量计5、单流阀7，最终经注水出口15注入地层，部分流体流经下接头8，流向下一地层。

采用本实用新型注入工具，例如，当该工具的外径尺寸为Φ95mm，环空过流通道3为全井过流通道，中间通道12为地层注水通道，环空过流通道3当量直径为Φ46mm，即全井最大注入量可达到1500m³/d。

正常注水工作过程中，该实用新型携带电缆下入井下目的层，当该实用新型处于监测井下压力、流量温度等参数的工作状态，管柱压力计4、地层压力计16和流量计5分别监测管柱内注水压力、地层压力及注入地层的流量，并通过测控电路10内部测控单元20返至地面设备，技术人员可通过地面设备监测井下参数。当需要对地层注水量进行调节时，该实用新型处于调节水嘴状态，测控电路10根据地面需求，控制电机11转动，带动调节阀13上下移动，实现注水入口14的开关大小，进而实现对地层注水量的调节，并观察流量计5检测到的流量值，与油藏要求流量对比，直到地层注水量满足油藏要求。