专利名称：自反馈注水井调控装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及的是油田用注水装置，特别是一种自反馈注水井调控装置及其控制方法。
背景技术：
随着油田开采年限的增加，地下油储越来越小，需要注水驱油，目前油田的分层注水技术也是越来越完善。但是传统的注水操作需要专门的测试设备和专业的人员，测试成本高，操作繁琐，并且如果需要更改注入量时，需要特定的投捞装置。整个过程费时费力，效率低、且耗费成本高。因此，需要开发一种在地面即可操纵井下分层注水，自动调节注入量的装置。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提供一种自反馈注水井调控装置，使用该装置可不作业在地面控制各层位的注水情况并实现自动调节注入水量，解决目前油田注水井在更改注入量时，需要特定的投捞装置的问题，提高工作效率。本发明的另一目的是提供自反馈注水井调控装置的控制方法。本发明通过以下技术方案来实现
一、自反馈注水井调控装置，该装置包括计算机、工控机、注水装置，工控机一端通过电缆与计算机连接，另一端通过电缆与多个注水装置连接；注水装置包括上接头、筒体、主体、 下接头、可调配水堵塞器和流量计，上接头、筒体、主体和下接头从上到下依次连接，筒体和主体形成的空腔内装有可调配水堵塞器和流量计；可调配水堵塞器包括电机、阀芯和阀座， 电机的输出端连接有丝杠，阀芯一端置于阀座内，另一端套装在丝杠上，电机上有单片机， 连接工控机的电缆的另一端与单片机连接；流量计位于可调配水堵塞器的入水口处且与单片机之间通过电缆连接。所述的单片机上套装有单片机护罩，电缆穿过单片机护罩与单片机连接。所述的电缆与单片机护罩的接头处外侧为空心压杆，向内依次为双锥面铜箍和橡胶线芯密封件，空心压杆、双锥面铜箍和橡胶线芯密封件均为空心，电缆从中穿过并密封。所述的主体内装有压力传感器，压力传感器与单片机之间通过电缆连接。二、上述的自反馈注水井调控装置的控制方法，计算机接收到流量计感知到的流量信号后，与计算机内储存的预定注入量进行比较，对注入量进行调整后，发出指令通过工控机传递给单片机，单片机控制电机的正转或者反转，带动阀芯上下移动，调节可调配水堵塞器的注入量。采用上述技术方案的积极效果本发明能实现不作业在地面控制各层位的注水情况，不需要将管柱整体提出，就能达到调节注入量的目的；根据不同的层位情况预先设定不同的目标注入量，然后根据流量计实际感知的流量信号，计算机与存贮的目标注入量进行比较后，通过计算机发出指令，由工控机调制成脉冲信号，通过电缆传给单片机，由单片机来控制电机的正转或者反转，电机带动阀芯上下移动，改变阀芯与阀座之间的距离，得以调节注入量；电缆与单片机护罩的连接处采用二次密封，改变了以往常用的“0”型圈一次密封的方式，密封效果好，可以有效的防止液体渗漏；本发明实现了在地面上即可控制各个层位的注水量，使用方便，自动化程度高，大大提高了工作效率，同时降低了生产成本。
图1是本发明的结构示意图2是图1中注水装置的结构示意图； 图3是图2中电缆和单片机护罩连接处的放大图。图中1计算机，2工控机，3注水装置，4上接头，5筒体，6主体，7下接头，8可调配水堵塞器，9电机，10阀芯，11阀座，12单片机，13流量计，14单片机护罩，15空心压杆，16 双锥面铜箍，17橡胶线芯密封件，18压力传感器，19管柱。
具体实施例方式图1为本发明的结构示意图，图2是图1中注水装置的结构示意图，结合图1、图2 所示，自反馈注水井调控装置，该装置包括计算机1、工控机2和注水装置3，工控机2 —端通过电缆与计算机1连接，另一端通过电缆与多个注水装置3连接。计算机1用于接收、显示、存储数据，并用于数据运算以及控制，工控机2用于为井下工具供电以及通信，注水装置3用于注水。注水装置3包括上接头4、筒体5、主体6、下接头7、可调配水堵塞器8和流量计13，上接头4、筒体5、主体6和下接头7从上到下依次连接，上接头4和下接头7用于和两端的管柱19相连接，筒体5和主体6形成的空腔内装有可调配水堵塞器8和流量计13。 可调配水堵塞器8包括电机9、阀芯10和阀座11，电机9的输出端连接有丝杠，阀芯10 — 端置于阀座11内，另一端套装在丝杠上，电机9的正转或者反转都可以带动丝杠一起运动， 丝杠的旋转会导致阀芯10顺着螺纹上下移动，改变与阀座11之间的距离。水流从可调配水堵塞器8的入水口进入，经过阀芯10和阀座11后从可调配水堵塞器8侧面流出，因此， 阀芯10和阀座11之间的距离就决定了注入量。电机9上有单片机12，连接工控机2的电缆的另一端与单片机12连接。流量计13位于可调配水堵塞器8的入水口处与单片机12 之间通过电缆连接，流量计13可感知水流的流量大小，单片机12用于接收流量计13感知的流量信号，并通过工控机2传给计算机1，同时，单片机12还用于接收通过工控机2传来的计算机1的指令，用于控制电机9的运动。由于管柱内充满液体，为了防止液体侵蚀电子元件，在单片机12上套装有单片机护罩14，电缆穿过单片机护罩14与单片机12连接。按照以往的密封模式，多为0型圈一次密封，密封效果较差，经常发生液体渗漏的现象。图3是图2中电缆和单片机护罩连接处的放大图，如图所示，电缆与单片机护罩14的接头处外侧为空心压杆15，向内依次为双锥面铜箍16和橡胶线芯密封件17，空心压杆15、双锥面铜箍16和橡胶线芯密封件17均为空心，电缆从中穿过并密封。空心压杆15和双锥面铜箍16以及电缆的自身外壳为一次密封， 橡胶线芯密封件17构成二次密封，一改常用的一次密封形式，密封效果好，防止液体渗入单片机护罩14，保证电子元件的安全。为了能随时对井下的压力进行检测，反应各个地层的渗透率，在主体7内装有压力传感器18，压力传感器18与单片机12之间通过电缆连接。这样，压力传感器18所感知的信号，能够随时传递给单片机12，再通过工控机2传递给计算机1，让地面上的工作人员能随时观察井下状况，便于分析判断。 自反馈注水井调控装置的控制方法，计算机1接收到流量计13感知到的流量信号后，与计算机1内储存的预定注入量进行比较，对注入量进行调整后，发出指令通过工控机 2传递给单片机12，单片机12控制电机9的正转或者反转，带动阀芯10上下移动，调节可调配水堵塞器8的注入量。使用时，将注水装置3按照事先探测的地层情况，依次用管柱19 连接，下入井中，不同的注水装置3和不同的层位相对应，不同的层位用封隔器分隔。然后， 工作人员将预定地层的注水量输入计算机1，计算机1根据流量计13传回的流量信号，与预定的注入量进行比较，如果井下的实际注入量大于目标注入量，会自动减少注入量；如果井下的实际注入量小于目标注入量，会自动调大注入量。然后计算机1发出指令，经过工控机 2调制成脉冲序列，通过电缆传输到单片机12上，单片机12控制电机9的正转或者反转，通过丝杠带动阀芯10上下移动。当阀芯10与阀座11之间的距离缩小时，流量减少；当阀芯 10与阀座11之间的距离加大时，流量加大。因此，可以做到在地面上，由一台计算机1控制井下多个注水装置3的注入量，从而对各个层位进行控制，达到控制分层注水的目的。
权利要求
1.一种自反馈注水井调控装置，其特征在于该装置包括计算机(1)、工控机(2)、注水装置(3 )，工控机(2 ) 一端通过电缆与计算机(1)连接，另一端通过电缆与多个注水装置(3 ) 连接；注水装置(3)包括上接头(4)、筒体(5)、主体(6)、下接头(7)、可调配水堵塞器(8)和流量计(13)，上接头(4)、筒体(5)、主体(6)和下接头(7)从上到下依次连接，筒体(5)和主体(6)形成的空腔内装有可调配水堵塞器(8)和流量计(13)；可调配水堵塞器(8)包括电机(9 )、阀芯(10 )和阀座(11)，电机(9 )的输出端连接有丝杠，阀芯(10 ) —端置于阀座(11) 内，另一端套装在丝杠上，电机(9)上有单片机(12)，连接工控机(2)的电缆的另一端与单片机(12)连接；流量计(13)位于可调配水堵塞器(8)的入水口处且与单片机(12)之间通过电缆连接。
2.根据权利要求1的所述的智能化产出井堵水增产装置，其特征在于所述的单片机 (12)上套装有单片机护罩(14)，电缆穿过单片机护罩(14)与单片机(12)连接。
3.根据权利要求2的所述的智能化产出井堵水增产装置，其特征在于所述的电缆与单片机护罩(14)的接头处外侧为空心压杆(15)，向内依次为双锥面铜箍(16)和橡胶线芯密封件(17)，空心压杆(15)、双锥面铜箍(16)和橡胶线芯密封件(17)均为空心，电缆从中穿过并密封。
4.根据权利要求1的所述的自反馈注水井调控装置，其特征在于所述的主体(7)内装有压力传感器(18)，压力传感器(18)与单片机(12)之间通过电缆连接。
5.根据权利要求1的所述的自反馈注水井调控装置的控制方法，其特征在于计算机 (1)接收到流量计(13)感知到的流量信号后，与计算机(1)内储存的预定注入量进行比较， 对注入量进行调整后，发出指令通过工控机(2)传递给单片机(12)，单片机(12)控制电机 (9)的正转或者反转，带动阀芯(10)上下移动，调节可调配水堵塞器(8)的注入量。
全文摘要
本发明涉及一种自反馈注水井调控装置及其控制方法，该装置包括计算机(1)、工控机(2)、注水装置(3)，工控机(2)一端通过电缆与计算机(1)连接，另一端通过电缆与多个注水装置(3)连接。使用该装置可不作业在地面控制各层位的注水情况并实现自动调节注入水量，解决目前油田注水井在更改注入量时，需要特定的投捞装置的问题，提高工作效率。
文档编号G05D7/06GK102536179SQ20121004174
公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月23日 优先权日2012年2月23日
发明者田山 申请人:大庆新力科技开发有限公司