专利名称：注水井井下数字式智能堵水系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及油田采油领域中注水井分层注水所用的数字式智能堵水系统。
背景技术：
当油田进入开采的中后期，通过注水井向井下注水保持油藏地层压力的稳定，成为油田提高采油速度和采收率的先决条件。随着油田注水井细分工作的逐步深入，注水井层间矛盾也日趋明显，同时分注层段的日益增多，也使分注井的投捞、测试工作量越来越大。如何实现注水井不同层段的有效注水，保持不同层段地层的压力稳定，精细的分层注水成为了解决问题的最有效手段。目前油田分层注水系统多数采用投捞配水堵塞器和连续可测配水堵塞器，其中投捞配水堵塞器在使用过程中需要反复投捞，更换其中的水嘴大小来实现分层流量的调配，而且在单层调整过程中，会直接影响其它层的流量，使得测调的工作量较大，而连续可测可调配水堵塞器也需要定期的测试与调整，以满足地层变化对分层注水量的影响。
发明内容
本发明提供了一种注水井井下数字式智能堵水系统，它由数字式智能堵水测控仪、数字式智能测投仪、数字式智能堵塞器组成。其中数字式智能堵水测控仪可以通过无线通信方式，实现对数字式智能测投器和数字式智能堵塞器中参数和数据的读写；数字式智能测投器可以通过无线通信方式，实现对井下运行的数字式智能堵塞器中参数和数据的读写；运行于井下的数字式智能堵塞器能够按照用户设定的注水量，与井下注水量的测量值相比较，从而实现阀门开度的自动调整，降低了测调的工作量，也保证了分层注水的高精度、高效率。由于采用了数字式测控技术，使得注水井井下数字式智能堵水系统既可用于井下单层注水量的自动调测，也可用于井下多层注水量的自动调测。当井下注水层压力发生变化时，数字式智能堵塞器将自动检测流量的变化，并与设定参数进行比较，自动调整阀门的开度，实现该注水层流量的稳定，从而降低了地层压力的变化对分层注水的影响。另外， 在数字式智能堵塞器运行期间，还可以自动完成注水井井下各层段数据的采集与存储任务。本发明所采用的技术方案是当注水井井下数字式智能堵水系统工作时，首先通过数字式智能堵水测控仪上的按键单元和液晶显示单元，将需要设定的参数通过无线收发单元，自动写入数字式智能堵塞器中，然后通过标准投捞器，将数字式智能堵塞器投放到注水井井下偏心配水器的偏心孔内，数字式智能堵塞器将根据已设定的运行参数，检测出水口的流量变化，与预存的参数值相比较，然后驱动减速电机，从而自动完成阀门的开度调整。当井下注水层压力发生变化后，数字式智能堵塞器将根据注水层流量的变化情况，自动完成阀门的调整，以保证井下该注水层的流量稳定。在数字式智能堵塞器工作过程中，该设备的运行数据与测量数据被自动存储在数字式智能堵塞器的控制电路中。当需要修改或读取运行的井下数字式智能堵塞器中的数据时，需要将数字式智能测投器投入井下，并靠近数字式智能堵塞器，通过各自设备上的控制电路与天线，完成数字式智能堵塞器中参数的修改或数据读取任务，被修改的参数将自动存储于数字式智能堵塞器的控制电路中，用于数字式智能堵塞器的调整，而读取的数据将被自动储存于数字式智能测投器的控制电路中 (其中一台数字式智能测投器能够存储多台数字式智能堵塞器的运行数据)。当数字式智能测投器读取数据完毕并被提升至井口后，也可通过数字式智能堵水测控仪的无线收发单元，将数字式智能测投器中存储的相关数据读出，并保存在数字式智能堵水测控仪的数据存储单元中。数字式智能堵水测控仪中存储的所有运行数据也可通过通讯单元，送至上位机中存储或显示，便于后期的数据分析。
图1是数字式智能堵水测控仪电路原理图；图2是数字式智能测投器的纵剖面构造图；图3是数字式智能堵塞器第一个实施例的纵剖面构造图；图4是数字式智能堵塞器第二个实施例的纵剖面构造图图中1.中央处理单元，2.数据存储单元，3.无线收发单元，4.按键单元，5.液晶显示单元，6.通讯单元，7.上接头，8.数字式智能测投器天线，9.上接头密封圈，10.数字式智能测投器控制电路，11.工作筒，12.高温可充电电池组，13.下接头密封圈，14.下接头， 15.打捞杆，16.压帽，17.弹簧，18.打捞杆螺母，19.数字式智能堵塞器天线，20.支承座， 21.凸轮，22.数字式智能堵塞器控制电路，23.第一 0型密封圈，24.减速电机，25.过渡接头，26.出水口，27.阀门，28.第二 0型密封圈，29.叶轮，30.连接套，31.进水口，32.水流发电机，33.密封段，34.高温可充电电池，35.底堵，36.流量测量机构，37.流量测量电路， 38.高温不可充电电池。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步说明在图1中，数字式智能堵水测控仪包括中央处理单元1、电源管理单元2、无线收发单元3、按键单元4、液晶显示单元5、通讯单元6。数字式智能堵水测控仪内部的中央处理单元(1)通过无线收发单元(3)，实现与数字式智能测投器、数字式智能堵塞器之间的数据交换，并将交换后的数据保存在中央处理单元(1)中。中央处理单元(1)与按键单元G)、 液晶显示单元( 相配合，实现人机交换功能。中央处理单元(1)通过通讯单元(6)与上位机之间实现数据的传输，电源管理单元( 实现数字式智能堵水测控仪用充电电池组的管理与外供电源的切换任务，当有外部供电电源时，由外部供电电源为数字式智能堵水测控仪供电，同时为可充电电池组提供充电电源，而当外部无法提供供电电源时，则由可充电电池组为数字式智能堵水测控仪供电。在图2中，数字式智能测投器包括上接头7、数字式智能测投器天线8、上接头密封圈9、数字式智能测投器控制电路10、工作筒11、高温可充电电池组12、下接头密封圈13、 下接头14。数字式智能测投器的上接头(7)与标准投捞器的吊钩通过螺纹连接，在上接头(7)上安装有数字式智能测投器天线(8)，上接头(7)通过上接头密封圈(9)与工作筒 (11)密封，在工作筒(11)内依次安装数字式智能测投器控制电路(10)与高温可充电电池组(12)，在工作筒(11)的下端通过下接头密封圈(1 实现与下接头(14)的密封。其中数字式智能测投器工作时，高温可充电电池组(1 将为数字式智能测投器控制电路(10)提供电能，在数字式智能测投器控制电路(10)上提供了充电电池组(12)的充电端口，可以实现高温可充电电池组(1 电能的补充。数字式智能测投器控制电路(10)与数字式智能堵塞器、数字式智能堵水测控仪之间，通过数字式智能测投器天线(8)实现数据的交换，并将交换后的数据保存在数字式智能测投器控制电路(10)中。在图3所示实施例中，数字式智能堵塞器包括打捞杆15、压帽16、弹簧17、打捞杆螺母18、数字式智能堵塞器天线19、支承座20、凸轮21、数字式智能堵塞器控制电路22、 第一 0型密封圈23、减速电机M、过渡接头25、出水口 26、阀门27、第二 0型密封圈28、叶轮四、连接套30、进水口 31、水流发电机32、密封段33、高温可充电电池34、底堵35。数字式智能堵塞器的打捞杆(15)与弹簧(17)、打捞杆螺母(18)连接，并作用于凸轮上，压帽(16)通过螺纹与支承座00)连接，支承座00)上安装有数字式智能堵塞器天线(19)， 并与安放于支承座00)内部的数字式智能堵塞器控制电路(22)、减速电机04)连接，第一 0型密封圈安装于支承座OO)上，支承座OO)下部通过螺纹与过渡接头05)连接，阀门(XT)安装于过渡接头05)内，阀门(XT)的出口与出水口 06)相对应，阀门的下部安装有叶轮( )，叶轮09)与水流发电机(32)的轴相连，第二 0型密封圈08)安装于过渡接头0 上，过渡接头0 通过连接套(30)上螺纹与密封段(3 连接，密封段(33) 上部为进水口(31)，密封段(33)内依次安放有水流发电机(32)和高温可充电电池(34)， 密封段(3 的下部通过螺纹与底堵(3 连接。当数字式智能堵塞器的阀门(XT)打开后， 在水流的推动下，叶轮09)旋转并带动水流发电机(3 旋转，从而产生电能，数字式智能堵塞器控制电路0 与水流发电机(3 和高温可充电电池(34)相配合，将水流发电机 (32)产生的电能储存在高温可充电电池(34)中，高温可充电电池(34)将为数字式智能堵塞器控制电路0 和减速电机04)提供电能。数字式智能堵塞器控制电路0 与数字式智能测投器、数字式智能堵水测控仪之间，通过数字式智能堵塞器天线(19)实现数据的交换，并将交换后的数据保存在数字式智能堵塞器控制电路0 中。在图4所示的另一实施例中，在过渡接头05)的下部安装有流量测量机构(36)， 过渡接头0 通过连接套(30)上螺纹与密封段(3 连接，密封段(3 上部为进水口 (31)，密封段(3 内依次安放有流量测量电路(37)和高温不可充电电池(38)，流量测量机构(36)与流量测量电路(37)相连，密封段(3 的下部通过螺纹与底堵(3 连接。当数字式智能堵塞器的阀门(XT)打开后，流量测量机构(36)与流量测量电路(37)相配合，实现流量的计量。高温不可充电电池(38)将为数字式智能堵塞器控制电路(22)、流量测量电路(37)和减速电机04)提供电能。
权利要求
1.一种注水井井下数字式智能堵水系统，包括数字式智能堵水测控仪、数字式智能测投器、数字式智能堵塞器，其特征是上述数字式智能堵水测控仪包括中央处理单元(1)、电源管理单元O)、无线收发单元(3)、按键单元0)、液晶显示单元(5)、通讯单元(6)，其中中央处理单元(1)通过无线收发单元(3)，实现与数字式智能测投器、数字式智能堵塞器之间的数据交换，并将交换后的数据保存在中央处理单元(1)中，中央处理单元(1)与按键单元G)、液晶显示单元(5)相配合，实现人机交换功能，中央处理单元(1)通过通讯单元(6)与上位机之间实现数据的传输，电源管理单元O)实现数字式智能堵水测控仪用充电电池组的管理与外供电源的切换任务。上述数字式智能测投器包括上接头(7)、数字式智能测投器天线(8)、上接头密封圈 (9)、数字式智能测投器控制电路(10)、工作筒(11)、高温可充电电池组(12)、下接头密封圈(13)、下接头(14)，数字式智能测投器的上接头(7)与标准投捞器的吊钩通过螺纹连接， 在上接头(7)上安装有数字式智能测投器天线(8)，上接头(7)通过上接头密封圈(9)与工作筒(11)密封，在工作筒(11)内依次安装数字式智能测投器控制电路(10)与高温可充电电池组(12)，在工作筒(11)的下端通过下接头密封圈(13)实现与下接头(14)的密封。上述数字式智能堵塞器包括打捞杆(15)、压帽(16)、弹簧(17)、打捞杆螺母(18)、数字式智能堵塞器天线(19)、支承座(20)、凸轮、数字式智能堵塞器控制电路(22)，第一 0型密封圈(23)、减速电机(M)、过渡接头(25)、出水口( )、阀门(27)、第二 0型密封圈 ( )、叶轮09)、连接套(30)、进水口(31)、水流发电机(32)、密封段(33)、高温可充电电池 (34)、底堵(35)，数字式智能堵塞器的打捞杆(1 与弹簧(17)、打捞杆螺母(18)连接，并作用于凸轮上，压帽(16)通过螺纹与支承座OO)连接，支承座OO)上安装有数字式智能堵塞器天线(19)，并与安放于支承座OO)内部的数字式智能堵塞器控制电路(22)、减速电机04)连接，第一 0型密封圈安装于支承座OO)上，支承座OO)下部通过螺纹与过渡接头05)连接，阀门07)安装于过渡接头05)内，阀门07)的出口与出水口 06) 相对应，阀门的下部安装有叶轮( )，叶轮09)与水流发电机(3 的轴相连，第二 O型密封圈08)安装于过渡接头0 上，过渡接头0 通过连接套(30)上螺纹与密封段(33) 连接，密封段(33)上部为进水口(31)，密封段(33)内依次安放有水流发电机(32)和高温可充电电池(34)，密封段(3 的下部通过螺纹与底堵(3 连接。
2.根据权利要求1所述的注水井井下数字式智能堵水系统，其特征是数字式智能堵塞器包括打捞杆(15)、压帽(16)、弹簧(17)、打捞杆螺母(18)、数字式智能堵塞器天线(19)、支承座(20)、凸轮(21)、数字式智能堵塞器控制电路(22)、第一 O型密封圈(23)、减速电机(M)、过渡接头(2 、出水口 ( )、阀门(27)、第二O型密封圈(28), 流量测量机构(36)、连接套(30)、进水口(31)、流量测量电路(37)、密封段(33)、高温不可充电电池(38)、底堵(35)，在过渡接头0 的下部安装有流量测量机构(36)，过渡接头 (25)通过连接套(30)上螺纹与密封段(3 连接，密封段(3 上部为进水口(31)，密封段 (33)内依次安放有流量测量电路(37)和高温不可充电电池(38)，流量测量机构(36)与流量测量电路(37)相连，密封段(3 的下部通过螺纹与底堵(3 连接。
全文摘要
一种注水井井下数字式智能堵水系统，它由数字式智能堵水测控仪、数字式智能测投仪、数字式智能堵塞器组成。其中数字式智能堵水测控仪可以通过无线通信方式，实现对数字式智能测投器和数字式智能堵塞器中参数和数据的读写，数字式智能测投器可以通过无线通信方式，实现对井下运行的数字式智能堵塞器中参数和数据的读写，运行于井下的数字式智能堵塞器能够按照用户设定的运行参数，自动调整阀门开度，从而实现井下流量的自动调整。
文档编号E21B33/10GK102536152SQ20121000967
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者吕强 申请人:天津哈德韦尔自控技术有限公司