專利名稱:一種智能測(cè)調(diào)控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種控制器,尤其涉及一種用于石油工業(yè)中油氣田開發(fā)的智能測(cè)調(diào) 控制器。
背景技術(shù):
目前油氣田分層開采和分注工藝,大多采用空心、偏心等配水、配產(chǎn)工具與封 隔器組合配套使用。不論油、氣井還是注水井,進(jìn)行分采或分注作業(yè)施工,其測(cè)井(壓力、溫度、 流量)都是采用人工測(cè)試?yán)娩摻z連接測(cè)試儀器(流量計(jì)、壓力計(jì)等)或電纜井況直讀方式,進(jìn)行人工逐 層測(cè)試,再將儀器提出井口后讀取流量或壓力值。最后利用流量軟件,計(jì)算調(diào)配水咀或 油、氣嘴大小,實(shí)現(xiàn)調(diào)配生產(chǎn)作業(yè)。將選擇好的控制嘴(有級(jí)差,直徑差為0.2毫米)差別為安裝在配產(chǎn)、配注控 制器上,并結(jié)合專用投撈器對(duì)控制器分別進(jìn)行投撈作業(yè),從而實(shí)現(xiàn)分層配注、配產(chǎn)的目 的。每口井調(diào)配、測(cè)試都要進(jìn)行投撈作業(yè),至少每層調(diào)配一次/半年,且成功率只有 70%,因此勞動(dòng)強(qiáng)度很大,效率低、工作量繁重、測(cè)試費(fèi)用高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的弊端,提供一種專門用于油氣井分層開采或注水井分層 配注的智能測(cè)調(diào)控制器。本發(fā)明所述的智能測(cè)調(diào)控制器,包括一具有密閉夾層空間的圓形管筒,所述密 閉夾層空間內(nèi)設(shè)置有閥芯、配產(chǎn)嘴、測(cè)控單元、驅(qū)動(dòng)單元,電池單元、以及無(wú)線傳輸單 元,其中,所述測(cè)控單元根據(jù)外部指令控制驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)閥芯以調(diào)節(jié)配產(chǎn)嘴的開度;所述電池單元用于為驅(qū)動(dòng)單元提供電能;所述無(wú)線傳輸單元用于與測(cè)控單元進(jìn)行信令交互。本發(fā)明所述的智能測(cè)調(diào)控制器中,所述圓形管筒包括圓形管筒主體、設(shè)置于圓 形管筒主體內(nèi)部的內(nèi)圓形管筒、設(shè)置于內(nèi)圓形管筒之外的外圓形管筒、設(shè)置于內(nèi)圓形管 筒上部的上圓形管筒接頭、以及設(shè)置于內(nèi)圓形管筒下部的下圓形管筒接頭,所述圓形管 筒主體、內(nèi)圓形管筒、外圓形管筒、上圓形管筒接頭、下圓形管筒接頭之間形成密閉夾 層空間。進(jìn)一步的,所述上圓形管筒接頭具有外螺紋、所述外圓形管筒具有對(duì)應(yīng)的內(nèi)螺 紋,所述上圓形管筒接頭與外圓形管筒螺合;所述圓形管筒主體的兩端具有外螺紋,所 述圓形管筒主體的一端與前述外圓形管筒螺合,圓形管筒主體的另一端與另一外圓形管 筒螺合;所述下圓形管筒接頭具有外螺紋,該下圓形管筒接頭與所述另一外圓形管筒螺合。本發(fā)明所述的智能測(cè)調(diào)控制器中,所述驅(qū)動(dòng)單元包括電機(jī)、固定電機(jī)的電機(jī)架、以及電機(jī)輸出平衡軸,所述平衡軸與閥芯連接。進(jìn)一步的,所述驅(qū)動(dòng)單元包括監(jiān)控 器,該監(jiān)控器用于監(jiān)控閥芯的位置信息。本發(fā)明所述的智能測(cè)調(diào)控制器中,所述電池單元包括電池及固定電池的電池 架,所述電池與測(cè)控單元電性連接。本發(fā)明所述的智能測(cè)調(diào)控制器中,所述測(cè)控單元包括預(yù)制程序的集成電路和信 息發(fā)射器,所述信息發(fā)射器與無(wú)線傳輸單元之間進(jìn)行通信。本發(fā)明所述的智能測(cè)調(diào)控制器中,所述圓形管筒內(nèi)還設(shè)置有單流控制閥,該單 流控制閥設(shè)置在配產(chǎn)嘴進(jìn)出口處。本發(fā)明所述的智能測(cè)調(diào)控制器中,所述內(nèi)圓形管筒或圓形管筒主體設(shè)置有過(guò)濾
直ο本發(fā)明所述的智能測(cè)調(diào)控制器中,所述無(wú)線傳輸單元包括無(wú)線傳輸探頭及牽引 該無(wú)線傳輸探頭運(yùn)動(dòng)的鋼線。本發(fā)明所述的智能測(cè)調(diào)控制器一次入井即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)驗(yàn)、測(cè)、調(diào)、檢過(guò)程一次 完成,在施工過(guò)程根本不用進(jìn)行投撈作業(yè),它從根本上解決了施工作業(yè)利用投撈方式進(jìn) 行配產(chǎn)、測(cè)試效率低、工作量大的問(wèn)題。
圖1為本發(fā)明所述智能測(cè)調(diào)控制器的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明,以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說(shuō)明書 文字能夠據(jù)以實(shí)施。本發(fā)明所述的智能測(cè)調(diào)控制器,包括一具有密閉夾層空間的圓形管筒,所述密閉夾層空間內(nèi)設(shè)置有閥芯、配產(chǎn)嘴、 測(cè)控單元、驅(qū)動(dòng)單元,電池單元、以及無(wú)線傳輸單元,其中,所述測(cè)控單元根據(jù)外部指令控制驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)閥芯以調(diào)節(jié)配產(chǎn)嘴的開度;所述電池單元用于為驅(qū)動(dòng)單元提供電能;所述無(wú)線傳輸單元用于與測(cè)控單元進(jìn)行信令交互。如圖1所示,具體而言,本發(fā)明所述的智能測(cè)調(diào)控制器中,所述圓形管筒包括 圓形管筒主體10、設(shè)置于圓形管筒主體10內(nèi)部的內(nèi)圓形管筒12、設(shè)置于內(nèi)圓形管筒12 之外的外圓形管筒14、設(shè)置于內(nèi)圓形管筒12上部的上圓形管筒接頭1、以及設(shè)置于內(nèi)圓 形管筒12下部的下圓形管筒接頭8。所述上圓形管筒接頭1具有外螺紋、所述外圓形管筒14具有對(duì)應(yīng)的內(nèi)螺紋,所 述上圓形管筒接頭1與外圓形管筒14螺合。所述圓形管筒主體10的兩端具有外螺紋, 所述圓形管筒主體10的一端與前述外圓形管筒14螺合,至此,所述內(nèi)圓形管筒12、外圓 形管筒14、上圓形管筒接頭1、以及圓形管筒主體10構(gòu)成一個(gè)上密閉夾層空間。而所述圓形管筒主體10的另一端與另一外圓形管筒14螺合;所述下圓形管筒 接頭8具有外螺紋,該下圓形管筒接頭8與所述另一外圓形管筒14螺合,至此,圓形管 筒主體10、內(nèi)圓形管筒12、外圓形管筒14、下圓形管筒接頭8構(gòu)成另一個(gè)下密閉夾層空間。該下密閉夾層空間與前述的上密閉夾層空間作用相同,均是用于盛裝本發(fā)明中所涉 及的各個(gè)單元組件。在前述構(gòu)成的上、下兩個(gè)密閉夾層空間內(nèi),設(shè)置了閥芯、配產(chǎn)嘴、測(cè)控單元、 驅(qū)動(dòng)單元,電池單元、以及無(wú)線傳輸單元。如圖1所示,所述測(cè)控單元、驅(qū)動(dòng)單元可設(shè) 置于上密閉夾層空間內(nèi),而電池單元?jiǎng)t可設(shè)置在下密閉夾層空間;所述閥芯、配產(chǎn)嘴5 設(shè)置于圓形管筒主體10部分,所述無(wú)線傳輸單元?jiǎng)t設(shè)置于內(nèi)圓形管筒12內(nèi)部,該無(wú)線傳 輸單元包括無(wú)線傳輸探頭13及牽引該無(wú)線傳輸探頭13運(yùn)動(dòng)的鋼線15,通過(guò)該鋼線15的 牽引,可令無(wú)線傳輸探頭13往返于地面與本發(fā)明所述的智能測(cè)調(diào)控制器之間。所述驅(qū)動(dòng)單元可包括電機(jī)2、固定電機(jī)2的電機(jī)架、以及電機(jī)輸出平衡軸4,所 述平衡軸4與閥芯連接。當(dāng)電機(jī)2被驅(qū)動(dòng)時(shí),平衡軸4與之一同運(yùn)轉(zhuǎn),并進(jìn)而帶動(dòng)閥芯 運(yùn)動(dòng),這也使得與閥芯連接的配產(chǎn)嘴5被打開或關(guān)閉,即該配產(chǎn)嘴5的開度被改變。所 述配產(chǎn)嘴5的開度改變可通過(guò)設(shè)置在配產(chǎn)嘴5進(jìn)口和出口兩處的檢測(cè)元件6來(lái)檢測(cè)。該 驅(qū)動(dòng)單元與內(nèi)圓形管筒12套裝連接,而不用絲扣連接,當(dāng)電池7被激活后,驅(qū)動(dòng)單元獲 得能量。在該驅(qū)動(dòng)單元上進(jìn)一步設(shè)置了用于監(jiān)控閥芯位置信息的監(jiān)控器3,該監(jiān)控器3是 與閥芯一起做同步移動(dòng),并將反映閥芯位置信息的數(shù)據(jù)發(fā)送至測(cè)控單元。在實(shí)際生產(chǎn) 中,是用電機(jī)架將電機(jī)2、監(jiān)控器3固定后,從內(nèi)圓形管筒12外徑處套裝,再將測(cè)控單元 與圓形管筒主體10固定連接。所述電池單元包括電池7及固定電池的電池架,在本發(fā)明中,驅(qū)動(dòng)單元、測(cè)控 單元、閥芯所需的動(dòng)力、以及配產(chǎn)嘴開啟或關(guān)閉的動(dòng)力均是來(lái)自于該電池單元。在實(shí)際 生產(chǎn)中,根據(jù)智能測(cè)調(diào)控制器的形狀構(gòu)造設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)木€路,以令電池7可與測(cè)控單元電 性連接。所述的測(cè)控單元可具體包括預(yù)制了程序的集成電路及信息發(fā)射器11,所述信息 發(fā)射器11可與無(wú)線傳輸單元之間進(jìn)行通信,并根據(jù)無(wú)線傳輸單元的命令激活集成電路執(zhí) 行預(yù)定的操作。該集成電路的預(yù)制程序包括了井下配產(chǎn)、配注的相關(guān)參數(shù)、配調(diào)信息及 目的要求等。在該預(yù)制程序的干預(yù)下,本發(fā)明所述智能測(cè)調(diào)控制器進(jìn)入自控模式,按入 井前植入的指令程序,完成井下自動(dòng)測(cè)、調(diào)、檢等工藝過(guò)程;并將錄取數(shù)據(jù)讀取、回放 并傳送到電腦。分析參數(shù),確定井下配產(chǎn)、配注信息;否則重新植入?yún)?shù),及時(shí)更改操 作指令,達(dá)到自動(dòng)調(diào)配、配產(chǎn)及自動(dòng)監(jiān)控的目的。為防止內(nèi)外壓力不平衡而發(fā)生返吐現(xiàn)象,本發(fā)明還在所述圓形管筒內(nèi)設(shè)置有單 流控制閥9,該單流控制閥9被設(shè)置在配產(chǎn)嘴5出口處。根據(jù)井況功能要求,本發(fā)明中還安裝了過(guò)濾裝置。在內(nèi)圓形管筒12上安裝過(guò)濾 裝置,可以實(shí)施井口注水,先過(guò)濾后注水,保證注水質(zhì)達(dá)標(biāo)。在圓形管筒主體10上安裝 過(guò)濾裝置,則起到防砂效果,防止砂卡配產(chǎn)油、氣嘴等。本發(fā)明所述智能測(cè)調(diào)控制器的工作原理如下將井下配產(chǎn)、配注相關(guān)參數(shù)、配調(diào)信息及目的要求等信息參數(shù)軟件編程后,入 井前植入測(cè)控單元的集成電路主板上。鋼絲連接無(wú)線傳輸探頭入井,激活集成電路主 板,并使電池供電,預(yù)制程序進(jìn)入自控模式。程序按指令執(zhí)行命令,分時(shí)間段進(jìn)行驗(yàn)、 調(diào)、測(cè)、檢,依次完成不同功能指令。測(cè)控單元錄取數(shù)據(jù),并與無(wú)線傳輸單元對(duì)接信號(hào),進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。再將錄取數(shù)據(jù)在電腦上讀取回放,分析參數(shù)可行性,決定測(cè)調(diào)方 案??筛鶕?jù)調(diào)整參數(shù),重新植入數(shù)據(jù),完成井下調(diào)配、配產(chǎn)功能,整個(gè)施工過(guò)程由程序 控制,可分階段實(shí)現(xiàn)不同性能及工藝功能確定開井后首先協(xié)助采氣、采油井進(jìn)行自動(dòng) 驗(yàn)管、驗(yàn)管柱串封情況、自動(dòng)測(cè)檢(流量、壓力、溫度)參數(shù)、自動(dòng)調(diào)整閥芯開度(油、 氣及水嘴)達(dá)到控制配產(chǎn)及配注產(chǎn)量及流量(即自動(dòng)調(diào)配流體流量值),監(jiān)控裝置自動(dòng)監(jiān) 控流量值,信息反饋地面,讀取回放并調(diào)整參數(shù),起到一次入井自動(dòng)驗(yàn)、測(cè)、調(diào)、檢工 藝過(guò)程同時(shí)完成。該智能測(cè)調(diào)控制器出廠時(shí),配產(chǎn)嘴處于關(guān)閉狀態(tài)。所有操作指令和實(shí)現(xiàn)功能要 求都由程序控制,在利用信號(hào)傳輸對(duì)接方式實(shí)現(xiàn)測(cè)調(diào)、監(jiān)控功能。不同井況,設(shè)有不同井號(hào)、不同編碼、不同層位號(hào)。在不同井號(hào)及不同層位 上,入井智能測(cè)調(diào)控制器都獨(dú)立設(shè)定了編碼號(hào),以確保錄取、采集數(shù)據(jù)不發(fā)生混淆。確 保在不同區(qū)域、不同井號(hào)、不同目的層的各層信息真實(shí)可靠。配注流量參數(shù)、時(shí)間信 息、井號(hào)及層段號(hào)等都由地面電腦程序植入?yún)?shù),入井后按程序指令完成施工要求。本發(fā)明所述智能測(cè)調(diào)控制器的井下控制流程如下入井前植入信息(流量參數(shù),井號(hào)、層號(hào))及時(shí)間初始化。智能測(cè)調(diào)控制器入 井到位。等到檢測(cè)當(dāng)壓差到設(shè)定值,開井驗(yàn)管漏及檢驗(yàn)封隔器串封情況,從油管加壓座 封封隔器。測(cè)調(diào)控制器此時(shí)按程序進(jìn)入驗(yàn)封狀態(tài),采集儀錄取驗(yàn)封資料,分階段,程序 進(jìn)入調(diào)配過(guò)程,開始進(jìn)入配產(chǎn)、配注自控模式。指令操作電機(jī)開始工作,驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)閥芯 上下往返移動(dòng),調(diào)節(jié)配產(chǎn)嘴的開度,從而調(diào)節(jié)流量及產(chǎn)能大小,測(cè)控元件隨時(shí)監(jiān)控流量 及產(chǎn)能變化。一旦發(fā)生出現(xiàn)異常情況,可在程序設(shè)定時(shí)間內(nèi),下入無(wú)線傳輸探頭對(duì)井下 測(cè)控系統(tǒng)重新錄取數(shù)據(jù),調(diào)整指令,再入井重新調(diào)配,使系統(tǒng)恢復(fù)正常工作狀態(tài)。綜上,智能測(cè)調(diào)控制器一次入井可同時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)驗(yàn)管漏、自動(dòng)調(diào)配流量及產(chǎn) 能、自動(dòng)監(jiān)控井下參數(shù)(流量、溫度及壓力)。盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上,但其并不僅僅限于說(shuō)明書和實(shí)施方式中所 列運(yùn)用,它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域,對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言,可 容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改,因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下,本發(fā) 明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
權(quán)利要求
1.一種智能測(cè)調(diào)控制器,其特征在于包括一具有密閉夾層空間的圓形管筒,所述密閉夾層空間內(nèi)設(shè)置有閥芯、配產(chǎn)嘴、 測(cè)控單元、驅(qū)動(dòng)單元,電池單元、以及無(wú)線傳輸單元,其中,所述測(cè)控單元根據(jù)外部指令控制驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)閥芯以調(diào)節(jié)配產(chǎn)嘴的開度;所述電池單元用于為驅(qū)動(dòng)單元提供電能;所述無(wú)線傳輸單元用于與測(cè)控單元進(jìn)行信令交互。
2.如權(quán)利要求1所述的智能測(cè)調(diào)控制器,其特征在于,所述圓形管筒包括圓形管筒 主體、設(shè)置于圓形管筒主體內(nèi)部的內(nèi)圓形管筒、設(shè)置于內(nèi)圓形管筒之外的外圓形管筒、 設(shè)置于內(nèi)圓形管筒上部的上圓形管筒接頭、以及設(shè)置于內(nèi)圓形管筒下部的下圓形管筒接 頭,所述圓形管筒主體、內(nèi)圓形管筒、外圓形管筒、上圓形管筒接頭、下圓形管筒接頭 之間形成密閉夾層空間。
3.如權(quán)利要求2所述的智能測(cè)調(diào)控制器,其特征在于,所述上圓形管筒接頭具有外螺 紋、所述外圓形管筒具有對(duì)應(yīng)的內(nèi)螺紋,所述上圓形管筒接頭與外圓形管筒螺合;所述 圓形管筒主體的兩端具有外螺紋,所述圓形管筒主體的一端與前述外圓形管筒螺合,圓 形管筒主體的另一端與另一外圓形管筒螺合;所述下圓形管筒接頭具有外螺紋,該下圓 形管筒接頭與所述另一外圓形管筒螺合。
4.如權(quán)利要求1所述的智能測(cè)調(diào)控制器,其特征在于,所述驅(qū)動(dòng)單元包括電機(jī)、固定 電機(jī)的電機(jī)架、以及電機(jī)輸出平衡軸,所述平衡軸與閥芯連接。
5.如權(quán)利要求4所述的智能測(cè)調(diào)控制器,其特征在于,所述驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)一步包括監(jiān)控 器,該監(jiān)控器用于監(jiān)控閥芯的位置信息。
6.如權(quán)利要求1所述的智能測(cè)調(diào)控制器,其特征在于,所述電池單元包括電池及固定 電池的電池架,所述電池與測(cè)控單元電性連接。
7.如權(quán)利要求1所述的智能測(cè)調(diào)控制器,其特征在于,所述測(cè)控單元包括預(yù)制程序的 集成電路和信息發(fā)射器,所述信息發(fā)射器與無(wú)線傳輸單元之間進(jìn)行通信。
8.如權(quán)利要求1所述的智能測(cè)調(diào)控制器,其特征在于,所述圓形管筒內(nèi)還設(shè)置有單流 控制閥,該單流控制閥設(shè)置在配產(chǎn)嘴出口處。
9.如權(quán)利要求2所述的智能測(cè)調(diào)控制器,其特征在于,所述內(nèi)圓形管筒或圓形管筒主 體設(shè)置有過(guò)濾裝置。
10.如權(quán)利要求1所述的智能測(cè)調(diào)控制器,其特征在于,所述無(wú)線傳輸單元包括無(wú)線 傳輸探頭及牽弓I該無(wú)線傳輸探頭運(yùn)動(dòng)的鋼線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能測(cè)調(diào)控制器,包括一具有密閉夾層空間的圓形管筒,所述密閉夾層空間內(nèi)設(shè)置有閥芯、配產(chǎn)嘴、測(cè)控單元、驅(qū)動(dòng)單元,電池單元、以及無(wú)線傳輸單元,其中,所述測(cè)控單元根據(jù)外部指令控制驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)閥芯以調(diào)節(jié)配產(chǎn)嘴的開度;所述電池單元用于為驅(qū)動(dòng)單元提供電能;所述無(wú)線傳輸單元用于與測(cè)控單元進(jìn)行信令交互。本發(fā)明所述的智能測(cè)調(diào)控制器一次入井即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)驗(yàn)、測(cè)、調(diào)、檢過(guò)程一次完成,在施工過(guò)程根本不用進(jìn)行投撈作業(yè),它從根本上解決了施工作業(yè)利用投撈方式進(jìn)行配產(chǎn)、測(cè)試效率低、工作量大的問(wèn)題。
文檔編號(hào)E21B47/12GK102011577SQ20101058590
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者周曉東 申請(qǐng)人:北京金科龍石油技術(shù)開發(fā)有限公司