一种适用于偏心配水器的验封测调仪及验封测调仪方法与流程

本发明属于油田分层注水技术领域，具体涉及一种适用于偏心配水器的验封测调仪及验封测调方法。

背景技术：

在油田分注工艺中，偏心分注工艺是一种普遍存在的工艺。而在偏心分注工艺中，封隔器坐封效果测试、偏心配水器水嘴开度大小测调是日常生产中非常重要的测试项目。目前普遍采用单独的验封仪器进行封隔器坐封效果测试，采用单独的测调仪器进行配水器水嘴开度大小测调；封隔器坐封效果测试、偏心配水器水嘴开度大小测调是两种独立的测试工艺，由不同的测试班组进行，效率低下，施工成本较高。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种适用于偏心配水器的验封测调仪及验封测调方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种适用于偏心配水器的验封测调仪，包括：

流量测量单元，设置于所述验封测调仪的顶端，用于根据流量采集信号采集并处理流量数据，并将所述流量数据发送至测调控制单元；

验封单元，设置于所述验封测调仪的底端，用于根据压力采集信号采集验封压力数据，并将所述压力数据发送至测调控制单元；

测调控制单元，设置于所述验封测调仪的中部，并与所述流量测量单元和所述验封单元分别连接，用于向所述流量测量单元转发地面控制系统发送的所述流量采集信号，并将所述流量数据发送至地面控制系统；

以及用于向所述验封单元转发地面控制系统发送的压力采集信号，并将所述压力数据发送至地面控制系统；

所述测调控制单元还用于根据所述地面控制系统发送测调控制信号进行所述偏心配水器的水嘴开度大小测调，以及根据所述地面控制系统发送的验封控制信号控制验封单元进行所述偏心配水器的封隔器的坐封效果测试。

在本发明的一个实施例中，所述流量测量单元包括：

流量探头，设置于所述流量测量单元的顶端；

流量控制模块，设置于所述流量探头下部，并与所述流量探头和所述测调控制单元电连接，用于根据所述流量采集信号采集并处理流量数据，并将所述流量通过所述测调控制单元发送至所述地面控制系统。

在本发明的一个实施例中，所述测调控制单元包括：

测调控制模块，设置于所述调节臂组件下部，包括解码、发码电路，与所述地面控制系统电连接，用于和所述地面控制系统及所述流量控制模块、验封单元通信；还包括驱动电路，与所述解码、发码电路电连接，用于根据地面控制系统发送的调节臂组件打开信号驱动所述调节臂组件打开，以及根据所述地面控制系统发送的测调控制电机驱动信号驱动测调控制电机转动；

测调控制电机，设置于所述测调控制单元顶端，与测调控制模块电连接，用于驱动测调传动系统；

测调传动系统，与所述测调控制电机固定连接，用于驱动调节臂组件；

调节臂组件；与所述测调传动系统固定连接，用于和所述偏心配水器对接并进行所述偏心配水器的水嘴正调及负调操作。

在本发明的一个实施例中，所述测调控制单元还包括：

导向组件，与所述调节臂组件固定连接，用于将所述调节臂组件和所述偏心配水器对接。

在本发明的一个实施例中，所述测调控制单元还包括：

磁定位组件，与所述测调控制模块的磁定位采集电路电连接，所述磁定位采集电路采集所述磁定位组件的定位信号，所述定位信号通过所述测调控制模块发送至所述地面控制系统。

在本发明的一个实施例中，所述验封单元包括：

验封控制模块，与所述测调控制模块电连接，用于根据所述测调控制模块转发的所述压力采集信号，控制所述验封单元采集压力数据，并将所述压力数据发送至所述测调控制模块；

以及用于根据所述测调控制模块转发的所述地面控制系统发送的验封控制信号控制验封单元进行所述偏心配水器的封隔器的坐封效果测试。

在本发明的一个实施例中，所述验封单元还包括：

验封电机，与所述验封控制模块电连接，用于根据验封控制模块接收的所述地面控制系统发送的验封电机驱动信号转动，进而驱动所述驱动验封传动系统；

验封传动系统，与所述验封电机固定连接，用于在所述验封电机的驱动下，挤压或释放所述验封密封胶筒；

验封密封胶筒，设置与所述验封传动系统下面，用于在所述验封传动系统的挤压或释放条件下，实现座封、验封开臂和解封的动作；

验封定位臂组件；与所述验封控制模块电连接，用于根据所述地面控制系统发送的验封定位臂组件打开信号打开，并与所述偏心配水器对接。

在本发明的一个实施例中，所述验封密封胶筒有两个，两个所述验封密封胶筒之间开设有传压孔。

一种适用于偏心配水器的验封测调方法，应用于上面任一项所述适用于偏心配水器的验封测调仪，包括以下步骤：

所述验封测调仪下井后，通过地面控制系统获取的井深数据及磁定位信号，判断偏心配水器的位置；

将所述验封测调仪上提至所述偏心配水器上方5～10米，所述地面控制系统向所述测调控制单元发送调节臂组件打开信号，所述测调控制单元根据所述调节臂组件打开信号打开调节臂组件；

下放所述验封测调仪，通过导向组件，将所述调节臂组件与所述偏心配水器上的测调定位台对接；

所述地面控制系统向所述测调控制单元发送测调控制电机驱动信号，所述测调控制单元根据所述测调控制电机驱动信号驱动所述测调控制电机转动，再通过测调传动系统带动调节臂组件进行偏心配水器水嘴的正调及负调操作。

在本发明的一个实施例中，在进行偏心配水器水嘴的正调及负调操作之后，或将所述验封测调仪上提至所述偏心配水器上方5～10米之后，且所述地面控制系统发送测调控制信号，打开调节臂组件之前，还包括：

所述地面控制系统发送验封定位臂组件打开信号，所述测调控制单元接收并向所述验封单元转发所述验封定位臂组件打开信号，所述验封单元根据所述验封定位臂组件打开信号打开验封定位臂组件；

下放所述验封测调仪，所述验封定位臂组件与所述偏心配水器上的验封定位台对接；

所述地面控制系统发送验封电机驱动信号，所述测调控制单元接收并向所述验封单元转发所述验封电机驱动信号，所述验封单元根据所述验封电机驱动信号驱动验封电机转动，再带动验封传动系统运动，进而带动验封密封胶筒张开将所述偏心配水器的注入口两端密封；

在所述地面控制系统进行注水阀门的“开—关—开”或“关—开—关”操作，根据所述验封单元采集的压力数据判断封隔器的密封效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1.本发明的适用于偏心配水器的验封测调仪，将封隔器验封与水嘴测调两种功能集成在一种仪器上，只需同一班组在一次下井施工中即可完成验封、测调两种测试，提高测试效率，节约施工成本。

2.本发明的适用于偏心配水器的验封测调仪，将流量测量单元、测调控制单元和验封单元设计为3个相对独立的短节，验封短节可以根据实际需要进行安装或者拆卸掉，与其余两个短节组装在一起可以作为验封测调仪器，当验封短节拆掉后，其余两个短节可以作为单纯的测调仪器使用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种适用于偏心配水器的验封测调仪的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种适用于偏心配水器配合的偏心配水器的结构示意图。

图中，1、流量测量单元；2、测调控制单元；3、验封单元；11、流量探头；12、流量控制模块；21、测调控制电机；22、测调传动系统；23、调节臂组件；24、测调控制模块；25、磁定位组件；26、导向组件；31、验封电机；32、验封传动系统；33、验封密封胶筒；34、传压孔；35、验封定位臂组件；36、验封控制模块；37、测调定位台；38、验封定位台。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种适用于偏心配水器的验封测调仪。如图1所示，包括流量测量单元1、测调控制单元2及验封单元3；流量测量单元1、测调控制单元2及验封单元3依次连接，且相互之间通过通信实现数据的交换和功能的控制。

具体地，流量测量单元1设置于验封测调仪的顶端，用于根据流量采集信号采集流量数据，并将流量数据处理后传输给测调控制单元2；验封单元3设置于验封测调仪的底端，用于压力采集信号采集验封压力数据，并将该压力数据发送至测调控制单元2，同时根据测调控制单元2的测调控制信号进行封隔器坐封效果测试；测调控制单元2用于将流量测量单元1采集、处理的流量数据，以及验封单元3采集的压力数据发送至地面控制系统，并根据地面控制系统发送测调控制信号进行偏心配水器的水嘴开度大小测调，以及根据地面控制系统发送的验封控制信号控制验封单元3进行偏心配水器的封隔器的坐封效果测试。

需要说明的是，本实施例中的测调控制信号包括调节臂组件打开信号和测调控制电机驱动信号；验封控制信号包括验封定位臂组件打开信号和验封电机驱动信号。

本发明的适用于偏心配水器的验封测调仪，将封隔器验封与水嘴测调两种功能集成在一种仪器上，只需同一班组在一次下井施工中即可完成验封、测调两种测试，提高测试效率，节约施工成本。

实施例二

在实施例1的基础上，本实施例对适用于偏心配水器的验封测调仪的流量测量单元1、测调控制单元2及验封单元3的具体组成部件及控制原理进行说明。

本实施例的流量测量单元1包括流量探头11和流量控制模块12；流量探头11，设置于流量测量单元1的顶端；流量控制模块12，设置于流量探头11下部，并与流量探头11和测调控制单元2电连接，用于根据流量采集信号采集并处理流量数据，并将流量通过测调控制单元2发送至地面控制系统。

流量探头11可以是超声式流量计也可以是电磁式流量计。超声波流量计是一种非接触式仪表，它既可以测量大管径的介质流量也可以用于不易接触和观察的介质的测量；它的测量准确度很高，几乎不受被测介质的各种参数的干扰，尤其可以解决其它仪表不能的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。电磁流量计是应用电磁感应原理，根据导电流体通过外加磁场时感生的电动势来测量导电流体流量的一种仪器；其测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响，测量管内无阻碍流动部件，无压损，直管段要求较低，对浆液测量有独特的适应性。在实时使用时，可根据现场适用条件选择超声式流量计或电磁式流量计。

需要说明的是，现有的测调仪的流量测量电路和测调控制电路是设计在一起的，这样会存在互换性不好的问题，以及兼容性不好的问题，比如，只能使用超声式流量计。而本发明将流量测量单元1、测调控制单元2分成两个独立的短节设计，也即将流量测量电路和测调控制电路分开设计，兼容性更好，既可以使用超声式流量计又可以使用电磁式流量计，扩大了适用范围。

本实施例的测调控制单元2包括测调控制模块24、测调控制电机21、测调传动系统22和调节臂组件23；测调控制模块24为单片机或其它控制器，测调控制电机21、测调传动系统22和调节臂组件23与现有的测调仪的相应部件结构相同或类似，功能相同。

测调控制模块24，设置于调节臂组件23下部，包括解码、发码电路，与地面控制系统电连接，用于和地面控制系统及流量控制模块12、验封单元3通信；还包括驱动电路，与解码、发码电路电连接，用于根据地面控制系统发送的调节臂组件打开信号驱动调节臂组件23打开，以及根据地面控制系统发送的测调控制电机驱动信号驱动测调控制电机21转动。

测调控制电机21设置于测调控制单元2顶端，与测调控制模块24电连接，用于驱动测调传动系统22；测调传动系统22与测调控制电机21固定连接，用于驱动调节臂组件23；调节臂组件23与测调传动系统22固定连接，用于和偏心配水器对接并进行偏心配水器的水嘴正调及负调操作。

具体地，驱动电路在接收到地面控制系统发来的测调控制电机驱动信号后，会驱动测调控制电机21进行正转、反转和停止动作，电机的正转、反转和停止动作带动测调传动系统22，进而驱动调节臂组件23实现开收臂、水嘴正调、水嘴负调等功能。

进一步地，测调控制单元2还包括导向组件26，当调节臂组件23打开后，通过导向组件26与井下偏心配水器对接使用。导向组件26与现有测调仪的导向键结构和功能均相同。

进一步地，测调控制单元2还包括磁定位组件25，测调控制模块24还包括磁定位采集电路；磁定位组件与磁定位采集电路连接。测调电路组件中的磁定位采集电路采集磁定位组件25上的信号，采集的磁定位信号能够判断仪器井下的工作位置。

在流量测量单元1、测调控制单元2及验封单元3这三个独立的单元中，仅有测调控制单元2中可以与地面控制系统直接通信，另外两个单元分别与测调控制单元2通信。

具体地，流量控制模块12采集的流量等数据通过测调控制模块24发送至地面控制系统。地面控制系统根据接收的流量、温度和压力数据以及磁定位信号初步判断的配水器的大致位置，通过导向组件26的导向作用，调节臂组件23与井下偏心配水器对接，开始检测工作。

验封单元3包括验封控制模块36，与测调控制模块24电连接，用于根据测调控制模块24转发的压力采集信号，控制验封单元3采集压力数据，并将压力数据发送至测调控制模块24；以及用于根据测调控制模块24转发的地面控制系统发送的验封控制信号控制验封单元3进行偏心配水器的封隔器的坐封效果测试。

进一步地，验封单元3包括验封电机31、验封传动系统32、验封密封胶筒33和验封定位臂组件35，验封密封胶筒33有两个，两个验封密封胶筒33之间开设有传压孔34。括验封电机31、验封传动系统32、验封密封胶筒33和验封定位臂组件35与现有验封仪的相应部件结构相同或类似，功能相同。

验封电机31与验封控制模块36电连接，用于根据验封控制模块36接收的地面控制系统发送的验封电机驱动信号转动，进而驱动驱动验封传动系统32；验封传动系统32与验封电机31固定连接，用于在验封电机31的驱动下，挤压或释放验封密封胶筒33；验封密封胶筒33用于在验封传动系统32的挤压或释放条件下，实现座封、验封开臂和解封的动作；验封定位臂组件35与验封控制模块36电连接，用于根据地面控制系统发送的验封定位臂组件打开信号打开，并与偏心配水器对接。

具体地，验封控制模块36在接收到测调控制模块24转发的来自地面控制系统的验封电机驱动信号后，驱动验封电机31转动，验封电机31转动进而带动验封传动系统32挤压验封密封胶筒33，实现验封单元3的座封、验封臂和解封的动作。需要说明的是，在进行座封动作前，需先打开验封定位臂组件35，验封控制模块36在接收到地面控制系统的验封定位臂组件打开信号后，定位臂组件打开与井下偏心配水器对接，之后地面控制系统再发送验封电机驱动信号，进行验封电机的驱动动作。

请参见图2，图2是本发明实施例提供的一种适用于偏心配水器配合的偏心配水器的结构示意图。图中所示的测调定位台37是本发明的测调验封仪的调节臂组件23与配水器的对接位置；验封定位台38是本发明的测调验封仪的验封定位臂组件35与与配水器的对接位置。

实施例三

在上述实施例的基础上，本实施例提供了一种采用上述实施例的验封测调仪的验封测调方法，包括以下步骤：

验封测调仪下井后，通过地面控制系统测的井深数据及磁定位信号，判断偏心配水器的位置；

将验封测调仪上提至偏心配水器上方5～10米，地面控制系统向测调控制单元2发送调节臂组件打开信号，测调控制单元2根据调节臂组件打开信号打开调节臂组件23；

下放验封测调仪，通过导向组件26，将调节臂组件23与偏心配水器上的测调定位台37对接；

地面控制系统向测调控制单元2发送测调控制电机驱动信号，测调控制单元2根据测调控制电机驱动信号驱动测调控制电机21转动，再通过测调传动系统22带动调节臂组件23进行偏心配水器水嘴的正调及负调操作。

实施例四

在实施例三的基础上，本实施例的验封测调方法在进行偏心配水器水嘴的正调及负调操作之后，或将验封测调仪上提至偏心配水器上方5～10米之后，且地面控制系统发送测调控制信号，打开调节臂组件之前，还包括：

地面控制系统发送验封定位臂组件打开信号，测调控制单元2接收并向验封单元3转发验封定位臂组件打开信号，验封单元3根据验封定位臂组件打开信号打开验封定位臂组件35；

下放验封测调仪，验封定位臂组件35与偏心配水器上的验封定位台38对接；

地面控制系统发送验封电机驱动信号，测调控制单元2接收并向验封单元3转发验封电机驱动信号，验封单元3根据验封电机驱动信号驱动验封电机31转动，再带动验封传动系统32运动，进而带动验封密封胶筒33张开将偏心配水器的注入口两端密封；

在地面控制系统进行注水阀门的“开—关—开”或“关—开—关”操作，根据验封单元采集的压力数据判断封隔器的密封效果。

当测调过程及验封过程完成之后，上提本发明的测调验封仪，再进行其他层位的测试。

需要说明的是，由于本发明的验封测调仪测调控制单元2和验封单元3均为独立设计，测调过程和验封过程是两个相互独立的过程，因此本发明的测调过程和验封过程并没有严格的先后顺序，具体顺序是根据施工要求要进行。同时，在不需要验封测试时，可以将本发明的验封单元3拆卸，仅进行测调过程测试，使用非常方便。

本发明的适用于偏心配水器的验封测调仪，将封隔器验封与水嘴测调两种功能集成在一种仪器上，只需同一班组在一次下井施工中即可完成验封、测调两种测试，提高测试效率，节约施工成本。本发明的适用于偏心配水器的验封测调仪将流量测量单元1、测调控制单元2和验封单元3设计为3个相对独立的短节，验封短节可以根据实际需要进行安装或者拆卸掉，与其余两个短节组装在一起可以作为验封测调仪器，当验封短节拆掉后，其余两个短节可以作为单纯的测调仪器使用。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。