智能化产出井堵水增产系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到油田找堵水技术，尤其涉及到一种智能化产出井的堵水增产系统以及控制方法。
【背景技术】
[0002]“向油层中注水，以水驱油”，是我国油田采油工程中普遍采用的驱油工艺，随着油田开发年限的增加，储层含水逐年上升，层间干扰矛盾也越来越突出。为达到控水稳油的目的，必须实施找堵水措施。
[0003]所谓的“找堵水”就是通过控制安装在油井套管内与各油层位置对应的各堵水开关器(堵水增产装置)中阀的开启和闭合来控制各油层的出液，达到有选择性的开采某一个或某几个油层的目的。传统的机械堵水工艺实施时，找水、堵水工艺需分开进行，找堵水施工后若需调整需再次作业，因此存在作业次数多，施工量大、效率低、作业成本高的问题。
[0004]为解决这个问题，技术人员研发了电控找堵水工艺技术，例如“李光前《电控机械找堵水工艺技术研宄》”和申请号为“200820219556.X”中公开的《一种可控分层注水、采油、堵水多功能装置》，基本原理是:用电缆将控制装置下入井中与井下的堵水开关器(堵水增产装置)对接，在地面通过电缆向堵水开关器发出控制指令，控制堵水开关器(堵水增产装置)中的阀的开关。每调整一次，便需要下入一次控制装置。
[0005]现有的电控找堵水技术通常存在如下缺点:
[0006]1.控制装置与安装在井下的堵水开关器(堵水增产装置)的对接成功率较低，且对接处的零件经过几次使用后便容易损坏，可靠性差较差；
[0007]2、调整时，便需要停产进行施工，影响生产；
[0008]3、每调整一次，需要下入一次控制装置，调整时，需要打开井口，因此需要吊车、压井泵车、水车等设备及相关设备操作人员，下入控制装置时需要动用电缆绞车及相关设备操作人员，人力物力成本较高，作业时间也比较长。
[0009]4、不能测量井下压力和温度状态，如需测量需要通过电缆下入其它测量仪器，并且这种测量方式同样耗费较多的人力物力，且不能实现实时测量。
[0010]鉴于现有技术存在的上述多种缺陷，本发明人设计了本发明。
【发明内容】
[0011]为了解决上述技术问题中的一项或多项，本发明采用了如下技术方案:
[0012]一种智能化产出井增产系统，包括位于井上的便携式计算机，井上的工控机，位于井下的多个堵水开关器以及连接工控机和堵水开关器的单芯电缆，堵水开关器包括封隔器部分和电控堵水机构，封隔器部分用于封堵油管环空并将堵水开关器的壳体置于油管中央，堵水开关器的电控堵水机构包括设置在壳体内的电机、阀芯、阀座、压力传感器、流量传感器、温度传感器以及控制电机动作和压力流量温度信号采集传输的控制电路板，阀芯能够在一定范围内移动，移动到第一位置时，阀芯与阀座中心的孔相配合以关闭过液孔，阀芯离开第一位置时，阀座中心的孔打开以打开过液孔，上述壳体包括密封塞组件、电路板护罩、电机护罩；
[0013]上述控制电路板包括微控制器，A/D转换器，电机控制器，霍尔传感器，其中，压力传感器、流量传感器、温度传感器与A/D转换器通讯，将感测结果发送至A/D转换器，经由A/D转换器感测结果信号发送至微控制器，微控制器对该信号进行进一步处理之后通过单芯电缆传输至便携计算机；
[0014]上述工控机包括微处理器，一人机接口模块和一通信接口模块，本地电源，人机接口模块和通信接口模块分别与微处理器相互通信，本地电源与微处理器连接以为微处理器提供电源，上述工控机还包括与微处理器连接的一信号驱动模块、一高压电源模块以及一接收信号预处理模块。
[0015]一种智能化产出井的控制方法，包括:
[0016]步骤1、读取预设参数并校验；
[0017]步骤2、通过设置在井下的传感器采集井下参数；
[0018]步骤3、等待指令，若收到指令，则执行下一步，若未收到指令，则返回步骤2 ;
[0019]步骤4、校验指令，若校验成功则执行下一步，若校验不成功，则返回步骤2 ;
[0020]步骤5，执行指令；
[0021]步骤6，向便携式计算机返回指令处理状态；
[0022]重复执行步骤2至步骤6。
[0023]通过上述技术方案，控制装置与堵水开关器(堵水增产装置)结合在一起，在安装堵水开关器(堵水增产装置)时，同时下入联通堵水开关器(堵水增产装置)内控制电路与地面工控机之间的单芯电缆。完井后，通过便携式计算机和工控机来控制堵水开关器(堵水增产装置)中的电机动作，以实现对阀开关的控制，井下控制电路板采用专用电源电路，耐高温性能佳，而且，本发明的便携式计算机和工控机可对油井阀门进行控制，并实时检测电机是否过载，本发明至少可解决如下技术问题中的一项或多项:
[0024]1、安装完成后，技术人员使用计算机和工控机，在地面调整井下任意层位的阀开关，动作可靠，成功率尚;
[0025]2、生产过程中即可调整，不影响生产；
[0026]3、调整时只需要将工控机连接在固定在井口上的单芯电缆出线头，便可以进行开关调整，全程只需一个人便可完成，无需动用其它设备和人员，可大大降低生产成本。
[0027]4、调整迅速，每层的调整时间只需几分钟，一个工作人员，每天可以同时调整几十口井，节约人员和提高工作效率方面的效益十分可观；
[0028]5、通过设置在堵水开关器(堵水增产装置)壳体内的压力传感器和设置在电路板上的温度感应原件(温度传感器)，可以随时通过便携式计算机和工控机采集井下的压力和温度数据；
[0029]6、实时检测电机过载情况，电源电路性能稳定，采用的电缆接线密封结构密封效果佳，能确保系统长期可靠运行。
[0030]本发明将封隔器与堵水开关器结合成一体，简化了井场安装程序，更便于井场起吊操作。此外，本发明采用的稳压电源电路性能稳定，耐高温，可靠性高，利于对找堵水操作实施控制。
【附图说明】
[0031]图1是示出本发明实施例的智能化产出井增产系统的结构示意图。
[0032]图2是示出本发明堵水开关器结构的示意图。
[0033]图3是示出本发明堵水开关器总体结构的示意图。
[0034]图4是示出本发明实施例的控制电路板的示意图。
[0035]图5是示出根据本发明实施例的稳压电源电路的示意图。
[0036]图6是示出根据本发明实施方式的井下组件的操作流程图。
[0037]图7是示出根据本发明实施例的工控机原理示意图。
[0038]图8是示出根据本发明优选实施例的油井阀门控制流程图。
[0039]图9是本发明的电路板护罩采用的电缆接线密封结构的示意图。
【具体实施方式】
[0040]下文将参考附图详细描述本发明的优选实施方式，应注意，本发明的保护范围不受此处的【具体实施方式】的限制，而是由权利要求及其等价物具体限定。
[0041]下文将参考说明书附图对本发明的优选实施例进行具体描述。
[0042]图1是示出本发明实施例的智能化产出井增产系统的结构示意图。
[0043]图1中，本发明的智能化产出井增产系统包括位于井上的便携式计算机1，井上的工控机2，该便携式计算机I与工控机2之间优选通过USB连接；位于井下的多个找堵水开关器3以及连接工控机和找堵水开关器的单芯电缆4。便携式计算机I用于接收、显示、存储数据，并可执行数据运算以及相关控制，工控机2用于为井下各模块供电以及通信，找堵水开关器3用于对油层与水层进行开关。
[0044]图2是示出本发明堵水增产装置结构的示意图，参考图2具体描述本发明找堵水开关器3的结构。找堵水开关器3主要包括封隔器组件31和电控堵水机构，其中封隔器组件用于封堵油管环空并将找堵水开关器的壳体置于油管中央。找堵水开关器3的电控堵水机构优选可包括设置在找堵水开关器3的壳体内的电机32、螺纹套33、阀杆(未标示)、阀头(未标示)、阀座34、压力传感器(未示出)、流量传感器