注水井无线测控分注管柱的制作方法

本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种注水井无线测控分注管柱。

背景技术：

油田分层注水井定期进行分层测试，掌握各分注层段吸水状况，同时对无法满足配注要求的注水层进行水量调节达到配注要求，目前分注井测调工艺包括钢丝携带测试仪器下井数据采集存储后地面回放读取，投捞水嘴进行水量调配；通信电缆携带测调一体化仪器下井逐层边测试边调水量，测调时地面可直接读取数据；随着微电机、电子信息化集成技术的发展，也开展了电缆常置井下实时传输，声波无线传输、电磁波信号无线传输及单向压力脉冲控制无线传输等技术试验，推进信息化智能注水技术的发展，但存在以下问题：1)定向井、大斜度井测调仪器下入困难，无法实施有效分注；2)通信电缆随油管下井时容易磕碰造成腐蚀断脱，影响管柱寿命；3)现有的无线传输方式信号衰减严重、传输距离短，且只能实现地面到井下的单向信号传输，无法将井下信号无线回传，需要下入仪器进行采集，斜井中更无法实施。为此我们发明了一种新的注水井无线测控分注管柱，解决了以上技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种应用于油田分层注水井分层测试与调配，通过压力脉冲信号的传输，实现地面与井下双向无线通信的注水井无线测控分注管柱。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：注水井无线测控分注管柱，该注水井无线测控分注管柱包括井下压力脉冲收发装置，多个流量测控装置，多个过电缆封隔器和油管，所述多个流量测控装置分别通过所述多个过电缆封隔器坐封在不同的注水层，该井下压力脉冲收发装置位于工具段的上端，将从地面接收的压力信号转换为电信号，并传输给所述多个流量测控装置，以控制所述多个流量测控装置的工作，注入水进入该油管，向下流动至位于各注水层中的所述多个流量测控装置，所述多个流量测控装置测量每个注水层的注水量。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

该注水井无线测控分注管柱还包括井下供电电源，该井下供电电源连接于该井下压力脉冲收发装置和所述多个流量测控装置，为该井下压力脉冲收发装置和所述多个流量测控装置提供电源动力。

注水井无线测控分注管柱还包括信号电缆，该井下压力脉冲收发装置通过该信号电缆连接于所述多个流量测控装置，且穿越井下所述多个过电缆封隔器。

该注水井无线测控分注管柱还包括洗井阀，该洗井阀连接在该注水井无线测控分注管柱的末端，以进行该注水井无线测控分注管柱的反洗井。

该注水井无线测控分注管柱还包括套管，该套管位于该注水井无线测控分注管柱的最外层，以保护内部的各部件。

所述多个流量测控装置将采集的每个注水层的注水量作为数字信号上传至该井下压力脉冲收发装置，该井下压力脉冲收发装置将数字信号转化为电信号，以产生脉冲压力波，上传至位于地面的井口压力识别装置。

位于地面的井口压力识别装置将接收到的注水量数据进行分析，然后再发出指令控制地面压力脉冲收发装置发出压力脉冲信号，通过注入水传输到该井下压力脉冲收发装置，该井下压力脉冲收发装置将压力信号转换为电信号，发出指令对所述多个流量测控装置进行调节，控制出水量大小直到设计值。

所述多个流量测控装置采集管外压力值，并将采集数据传输至该井下压力脉冲收发装置。

该井下压力脉冲收发装置上传数据时，压力编码顺序按照层位号、流量值、管外压力值、水嘴开度排列，每组数据排列方式固定；地面的井口压力识别装置按照固定顺序解码得到相应的各层数据。

本发明中的注水井无线测控分注管柱，改变了井筒内电缆传输信号的方式，无缆传输消除了电缆下入斜井时磕碰损伤的风险,降低了现场测试、调配、验封等工作量，缓解了测调力量的不足，满足油藏立体开发过程中配注方案实时调整、测调频繁的要求,提高了智能分注工艺技术水平，填补了无线双向信号传输在注水领域的空白。

附图说明

图1为本发明的注水井无线测控分注管柱的一具体实施例的结构图。

具体实施方式

为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。

如图1所示，图1为本发明的注水井无线测控分注管柱的结构图。该注水井无线测控分注管柱包括井下压力脉冲收发装置1，井下供电电源2，流量测控装置3，过电缆封隔器4，信号电缆5，油管6，套管7，洗井阀8。

注入水进入油管6，向下流动直至各注水层对应流量测控装置3，井下压力脉冲收发装置1接收地面压力脉冲收发装置发送的压力信号，再转换为电信号，控制流量测控装置3工作，井下供电电源2为井下压力脉冲收发装置1和流量测控装置3提供电源动力，过电缆封隔器4实现各注水层之间的分隔，信号电缆5从井下压力脉冲收发装置1连接至管柱末端流量测控装置3，进行分注井段信号的上下传输，洗井阀8连接在管柱末端，满足管柱反洗井要求。套管7位于该注水井无线测控分注管柱的最外层，以保护内部的各部件。

本发明的注水井无线测控分注管柱在工作时包括以下步骤：

下井下井工具依次螺纹连接，工具之间通过信号电缆连接通信，工具段最上端为井下供电电源和压力脉冲收发装置。

坐封关闭工具段各层配注器出水孔，油管打压过电缆封隔器4坐封，油管泄压后，过电缆封隔器保持分隔状态。

洗井洗井液从油套环空进入，随着压力升高打开过电缆封隔器洗井通道，洗井液穿过过电缆封隔器，通过底部洗井阀，进入油管内，直至返至地面，实现全井的彻底洗井。

注入油管来水通过井下各级流量测控装置注入到各注水层，层间过电缆封隔器实现有效分层。

测试上传时井下各级流量测控装置将采集的数字信号上传至井下脉冲收发装置，脉冲收发装置将数字信号转化为电信号，控制脉冲收发装置工作产生脉冲压力波，上传至井口压力识别装置。

调配下传时地面对已上传数据进行分析，然后再发出指令控制地面压力脉冲收发装置发出压力脉冲信号，通过注入水传输到井下压力脉冲收发装置，收发装置将压力信号转换为电信号，发出指令对流量测控装置进行调节，控制出水量大小直到设计值。

本发明的注水井无线测控分注管柱，井下各级流量测控装置采用一套井下压力脉冲收发装置进行控制，同时采用一套井下自带电源进行供电，各级流量测控装置能够采集对应油套环空中压力值，将采集数据传输至井下压力脉冲收发装置进行压力信号编码传输。

井下压力脉冲收发装置上传数据时，压力编码顺序按照层位号、流量值、外压值、水嘴开度排列，每组数据排列方式固定；地面井口压力识别装置按照固定顺序解码得到相应的各层数据。

封隔器的密封性通过相邻上下层的油套环空压力来判断，通过地面打压打开或关闭与封隔器相邻层流量测控装置，地面井口向油管内脉冲打压，各级流量测控装置采集管外压力值，并上传至井下压力脉冲收发装置，再将压力信号上传至井口压力识别装置。

井下单一注水层需要停止注水时，地面井口向油管内脉冲打压发出固定的压力码信号，井下识别后可关闭对应注水层流量测控装置。

该管柱可以实现周期性的轮流注水，始终保持井下只有一个层位注水，当一层总注水量达到设定值之后，地面发码可关闭该层开启另一层，实现周期循环注水，井下压力脉冲收发装置只接收压力码控制各级流量测控装置，不需要将井下测试数据上传。

本发明的注水井无线测控分注管柱，以注入水为介质，通过地面和井下产生的压力脉冲信号进行数据的无线双向传输，取消了通信电缆的传输，降低大斜度井中电缆磕碰及井筒腐蚀断脱的风险；井下与地面信号传输采用有缆和无线组合的方式，无线部分进行工具段以上至地面通信，有缆部分进行工具段配注器信号传输控制及长期供电。该注水井无线测控分注管柱形成了由有缆和无线两部分组成的管柱结构。分注井段层间通过过电缆封隔器进行分层，在传输信号同时保证层间密封。各注水层段均有相对应流量测控装置，井下脉冲收发装置对单层流量测控装置进行控制及数据采集。井下脉冲收发装置将数字信号转化为电信号，发出指令控制产生脉冲压力波，地面接收压力波信号，转化为数字信号，处理系统对比后再发出指令产生压力波，井下脉冲收发装置接收到信号后进行转化识别再进行二次调节，直至达到配注要求。