一种配置有校准功能的井下注水装置的制作方法

1.本实用新型属于油田注水井技术领域，具体涉及一种配置有校准功能的井下注水装置。


背景技术：

2.油田在开发过程中，原油大量采出会使地层能量逐渐亏损，从而导致产能降低。为了维持原油采出效率，就需要补充地层能量或者降低原油粘度从而提高原油流速。为了尽可能的降低成本，经过几十年的研究和实践，已经形成了成熟的注水增产工艺。
3.在油田注水开发过程中，注水井注入水通过注水站处理后，利用注水管线将注入水输送至各注水井井口，不同注水井根据注水层位或地层压力恢复情况的不同所需的配注量往往各不相同。
4.目前，若井下的配水器的相关配件如水嘴若出现磨损等情况，则只能将井下多层配水器起井进行检修、标定，而这种方式成本高、且需要消耗较长的时间。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种配置有校准功能的井下注水装置。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
6.一种配置有校准功能的井下注水装置，所述井下注水装置包括地面控制调节装置、与注水管连接的井下配水装置，其中，
7.所述地面控制调节装置包括控制器、第一流量检测器、调节器，所述第一流量检测器、所述调节器连接所述控制器，所述调节器通过管路连通所述第一流量检测器；
8.所述井下配水装置包括多个过电缆封隔器、多个配水器、多个霍尔位置传感器、多个第一压力检测器、多个第一温度检测器、多个第二流量检测器、多个单片机和多个驱动装置，所述过电缆封隔器沿注水管的长度方向间隔设置，以将所述注水管分隔为多层注水段，所述多个配水器对应设置在所述多层注水段中，每个所述配水器的出水口处对应设置有一所述霍尔位置传感器、所述第一压力检测器、所述第一温度检测器、所述第二流量检测器，每个所述驱动装置对应连接一所述配水器的水嘴，每个所述配水器的所述霍尔位置传感器、所述第一压力检测器、所述第一温度检测器、所述第二流量检测器、所述驱动装置对应连接一所述单片机，所述控制器通过单芯铠装电缆与所述配水器相连接，所述多个单片机通过单芯铠装电缆与所述控制器相连接。
9.在本实用新型的一个实施例中，所述井下配水装置还包括多个第二压力检测器、多个第二温度检测器、多个第三流量检测器，每层注水段对应的所述注水管的管壁上对应设置一所述第二压力检测器、所述第二温度检测器、所述第三流量检测器，所述第二压力检测器、所述第二温度检测器、所述第三流量检测器通过电缆与所述控制器连接。
10.在本实用新型的一个实施例中，所述第二压力检测器为压力传感器，所述第二温度检测器为温度传感器，所述第三流量检测器为电磁流量计。
11.在本实用新型的一个实施例中，所述地面控制调节装置还包括储水箱、增压泵、稳压阀，其中，
12.所述储水箱通过管路依次与所述增压泵、所述稳压阀连接，所述稳压阀通过管路与所述调节器连接，所述第一流量检测器设置在所述稳压阀与所述调节器之间，且所述增压泵和所述稳压阀连接所述控制器。
13.在本实用新型的一个实施例中，所述第一流量检测器为电磁流量计。
14.在本实用新型的一个实施例中，所述第一压力检测器为压力传感器，所述第一温度检测器为温度传感器，所述第一流量检测器为电磁流量计。
15.在本实用新型的一个实施例中，还包括上位机，所述上位机连接所述控制器。
16.在本实用新型的一个实施例中，还包括电源，所述电源连接所述控制器。
17.在本实用新型的一个实施例中，所述驱动装置为电机。
18.在本实用新型的一个实施例中，所述调节器为安装有执行器的调节阀。
19.本实用新型的有益效果：
20.本实用新型的第一流量检测器能够测量注水总量，而每个配水器的出水口处对应设置的霍尔位置传感器和第二流量检测器可以及时检测水嘴的磨损情况，对各个配水器进行校准，从而可以根据水嘴的磨损情况及时调整工作制度，由此能够降低施工成本，减少维修周期，同时还能提高产能。
21.本实用新型不仅在配水器的出水口处对应设置有、第一压力检测器、第一温度检测器和第二流量检测器，且在每层注水段对应的注水管的管壁上对应设置第二压力检测器、第二温度检测器、第三流量检测器，由此不仅可以及时掌握配水器的工作情况，还能及时掌握每层注水段的情况。
22.以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
23.图1是本实用新型实施例提供的一种配置有校准功能的井下注水装置的结构示意图。
24.附图标记说明：
[0025]1‑
控制器、2
‑
第一流量检测器、3
‑
调节器、4
‑
过电缆封隔器、5
‑
配水器、 6
‑
注水管、7
‑
储水箱、8
‑
增压泵、9
‑
稳压阀、10
‑
上位机、11
‑
电源。
具体实施方式
[0026]
下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0027]
实施例一
[0028]
请参见图1，图1是本实用新型实施例提供的一种配置有校准功能的井下注水装置的结构示意图。本实施例提供一种配置有校准功能的井下注水装置，该井下注水装置包括地面控制调节装置、与注水管6连接的井下配水装置，其中，地面控制调节装置包括控制器1、第一流量检测器2、调节器3，第一流量检测器2、调节器3连接控制器，调节器3通过管路连通第一流量检测器2；井下配水装置包括多个过电缆封隔器4、多个配水器5、多个霍尔位置
传感器、多个第一压力检测器、多个第一温度检测器、多个第二流量检测器、多个单片机和多个驱动装置，过电缆封隔器4沿注水管6的长度方向间隔设置，以将注水管6分隔为多层注水段，多个配水器5对应设置在多层注水段中，每个配水器5的出水口处对应设置有一霍尔位置传感器、第一压力检测器、第一温度检测器、第二流量检测器，每个驱动装置对应连接一配水器5的水嘴，每个配水器5的霍尔位置传感器、第一压力检测器、第一温度检测器、第二流量检测器、驱动装置对应连接一单片机，控制器1通过单芯铠装电缆与配水器5相连接，多个单片机通过单芯铠装电缆与控制器1 相连接。
[0029]
具体地，本实施例的第一流量检测器2连接注入管路，该第一流量检测器2管路中所注入的水进行的流量进行测量，此时所测量的流量为所计量的总注水量，调节器3用于调节注入至井下各层配水器的压力及流量。
[0030]
优选地，第一流量检测器2为电磁流量计。
[0031]
优选地，调节器3为安装有执行器的调节阀。
[0032]
优选地，驱动装置为电机。
[0033]
本实施例的控制器1可以通过单芯铠装电缆分别与各层的配水器5相连接，可以实现井下配水器的供电和通信功能，另外，本实施例每层配水器5 的出水口处对应设置有一霍尔位置传感器、第一压力检测器、第一温度检测器、第二流量检测器，第一压力检测器、第一温度检测器用于检测配水器5的出水口处的压力和温度，然后通过霍尔位置传感器和第二流量检测器检测井下每层配水器的水量，第二流量检测器用于检测配水器5的出水口处的流量，霍尔位置传感器用于检测配水器5的出水口处的计数值(计数值即为单片机检测到的电压脉冲个数)，在实际使用时，通过第一流量检测器2可以实时检测由注水管路实时注入水的总量，再由霍尔位置传感器和第二流量检测器检测各层配水器的注水总量，当配水器未注水时，霍尔位置传感器的计数值为0和第二流量检测器的测得的流量也为0，当配水器开始注水时，通过霍尔位置传感器进行监测，设定每1000个计数值对应的注水量为1m3，即在水嘴为磨损的情况下，当霍尔位置传感器的计数值为1000时，对应的第二流量检测器所测得的流量应为1m3，而当井下配水器的水嘴磨损情况较严重时，当配水器开始注水时，通过霍尔位置传感器进行检测，设定每1000 个计数值对应的注水量为1m3，在水嘴为磨损的情况下，当霍尔位置传感器的计数值为1000时，对应的第二流量检测器所测得的流量会大于1m3，此时则需要对该层配水器的流量监测标准进行校准，校准过程例如可以为，首先将该层配水器的水嘴开到最大，然后依次注入多种不同流量台阶的水量，例如依次按照0m3/d、5m3/d、10m3/d三种流量台阶注入，对于0m3/d、5m3/d，其所检测的计数值和对应的流量在误差范围内，则对于0m3/d、5m3/d、不进行校准，当调节阀调节的流量为10m3/d时，当第一流量检测器2检测的计量注水总量为1m3，该层配水器的计量标准为1000个计数值对应为1m3，而单片机检测到当计数值为900时，该层配水器的实际注水总量已达到1m3，则需要对该层配水器在流量为10m3/d时的计量标准进行校准，即该层配水器在流量10m3/d时，当检测到900个计数值时，其对应的实际注水总量为1m3，并将该重新校准的方案反馈至控制器，便于控制器及时获取每个配水器的状态。
[0034]
在本实施例中，每个配水器的水嘴的开度由驱动装置进行驱动，而每层注水段的霍尔位置传感器、第一压力检测器、第一温度检测器、第二流量检测器均连接至对应的单片机上，则单片机可以将每层配水器出水端的压力、温度、计数值和流量反馈至控制器1，以使
控制器1及时获取配水器的使用情况。由此，控制器1可以读取各层配水器的压力、温度、流量、水嘴开度、电机功耗及其他关键器件功耗等多个参数，也可对井下各器件进行控制，实现注水算法优化、关键器件降额使用等功能。
[0035]
优选地，第一压力检测器为压力传感器，第一温度检测器为温度传感器，第一流量检测器为电磁流量计。
[0036]
在本实施例中，井下注水装置还包括多个第二压力检测器、多个第二温度检测器、多个第三流量检测器，每层注水段对应的注水管6的管壁上对应设置一第二压力检测器、第二温度检测器、第三流量检测器，第二压力检测器、第二温度检测器、第三流量检测器通过电缆与控制器1连接。
[0037]
具体地，第二压力检测器、第二温度检测器、第三流量检测器用于检测对应注水段的压力、温度和流量，控制器可以读取各层注水段的压力、温度、流量等多个参数，由此本实施例的控制器不仅可以获取配水器的相关参数，还可以获取各层注水段的参数，则控制器可以根据所获取的压力、温度和流量对配水器的注水情况及时掌握，从而便于控制配水器的注水量。
[0038]
优选地，第二压力检测器为压力传感器，第二温度检测器为温度传感器，第三流量检测器为电磁流量计。
[0039]
在本实施例中，井下注水装置还包括储水箱7、增压泵8、稳压阀9，其中，储水箱7通过管路依次与增压泵8、稳压阀9连接，稳压阀9通过管路与调节器3连接，第一流量检测器2设置在稳压阀9与调节器3之间，且增压泵8 和稳压阀9连接所述控制器1。
[0040]
具体地，储水箱7所储存的水通过增压泵8增压至所需压力后再通过稳压阀9进行稳压，以使水能工稳定的进入到注水管6中，经过稳压阀9稳压后的水经过第一流量检测器2的检测后，经过调节器3进入至注水管6中。
[0041]
在本实施例中，井下注水装置还包括上位机10，上位机10连接所述控制器1，上位机10例如为pc端，则通过上位机10可以设定各配水器的参数，同时能够在显示器上显示各数值。
[0042]
在本实施例中，井下注水装置还包括电源11，电源11连接所控制器1，电源11通过电缆给井下各器件供电。
[0043]
本实用新型的第一流量检测器能够测量注水总量，而每个配水器5的出水口处对应设置的霍尔位置传感器和第二流量检测器可以及时检测水嘴的磨损情况，从而可以根据水嘴的磨损情况及时调整工作制度。
[0044]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0045]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0046]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0047]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
[0048]
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。