專利名稱：一種井下智能分層壓控采油方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種井下智能分層壓控采油方法。
背景技術：
分層注水采油是我國陸上油田進入高含水期的主要采油方式之一。我國已經(jīng)應用了多種分層注水工藝。智能分層壓控采油的設備如圖I所示。在套管22中下入油管23，油管23上設置壓控開關器30-1、30-2、30-3，開關器之間設有堵水封隔器29_1、29-2、29-3。壓控開關器結(jié)構(gòu)原理圖如圖2所示，主要由單片機(下文也稱微處理器)、傳感器(即壓力傳感器)和電池等部分組成，執(zhí)行機構(gòu)為減速電機，減速電機帶動活塞封堵或打開對應油層的進油孔，從而實現(xiàn)對需要開采油層的開采工作。當需要壓力控制時，通過井上加壓，井下壓力傳感器將注水壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過壓力傳感器外圍調(diào)理電路將信號轉(zhuǎn)換為標準電信號，單片機對電信號進行采集、處理，當接收到的壓力信號有效時，單片機便輸出控制 信號，控制執(zhí)行機構(gòu)打開或關閉相應油層的閥門開關、從而達到調(diào)層采油的目的。如圖I中有1、2、3三個油層，每個油層的進油孔分別由壓控開關器30-1、30_2、30-3控制?，F(xiàn)有技術中，為了使單片機(微處理器)識別，需要編制壓力密碼表，確定壓力密碼結(jié)構(gòu)，即加壓操作工藝，加壓操作形成被壓力傳感器記錄的壓力編碼，才能被單片機識另O。通常的壓力編碼包括壓控起始段，開關編號段、命令段、壓控結(jié)束段。壓控起始段表明即將進行壓控操作；開關編號段用于選擇油層，通知相應油層的開關器準備工作；命令段表示減速電機的兩種工作狀態(tài)；壓控結(jié)束段用于通知開關器壓控操作結(jié)束。如《井下開關壓力控制實現(xiàn)方法的研究》(石油機械2010第8期)就介紹了一種上述思路的壓控方法。如下表是一種12位壓力編碼，由于需要地面打壓形成壓力編碼，每位編碼脈沖需要5分鐘，執(zhí)行一次壓控動作，需要60分鐘，對于圖I的設備，三個開關器都進行壓控操一次，需要180分鐘，作且I位編碼出錯一次，該壓控操作就會失敗，必須重新開始壓控。所以，現(xiàn)有的壓控方法對技術操作人員連續(xù)操作要求高，對泵車、管線設備要求高，壓力編碼位數(shù)多，重復操作泵車開、停次數(shù)多，因操作或設備原因，任何一位數(shù)打壓信號不正確，都會引起誤操作，從而導致壓控實施強度大、可靠性差。
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種井下智能分層壓控采油方法，用以解決現(xiàn)有技術壓控實施強度大、可靠性差的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是一種井下智能分層壓控采油方法，步驟如下 O為每個壓控開關器設定各自的壓控時間段；各壓控開關器的壓控時間段互不重疊；2)在任一個壓控時間段內(nèi)，進行地面壓控操作，對于與該壓控時間段對應的壓控開關器，其壓力傳感器記錄到設定的壓力編碼后，控制電機依照設定的運轉(zhuǎn)時長運轉(zhuǎn)，電機運轉(zhuǎn)方向根據(jù)當前壓控開關器狀態(tài)判斷，電機運轉(zhuǎn)使開關器狀態(tài)與當前狀態(tài)相反。所述步驟2)中，如果初始井下壓力為低，則設定的壓力編碼為“10”；如果初始井下壓力為高，則設定的壓力編碼為“01”。所述步驟2)中，電機運轉(zhuǎn)方向根據(jù)當前壓控開關器狀態(tài)判斷；若開關器已經(jīng)打開，則電機運轉(zhuǎn)使開關器關閉，若開關器已經(jīng)關閉，則電機運轉(zhuǎn)使開關器打開。本發(fā)明的方法在預設階段為各開關器設定各自的壓控時間段，省去了開關編號段，而且電機運轉(zhuǎn)時間也是固定的，不需要再壓力編碼中通知微處理器，電機只有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，即開關有打開和關閉兩種狀態(tài)，所以只需要根據(jù)開關現(xiàn)在的狀態(tài)判斷下次動作方向。在壓控操作前保證井下壓力維持高壓或低壓，則壓控編碼最少只需要兩位即可，壓控起始段 也可以省略，整個壓控編碼得到了極大的簡化。本發(fā)明的方法大大提高了操作的可靠性，降低了操作難度，減少了操作時間，提高了工作效率。


圖I是本發(fā)明的分層采油系統(tǒng)原理 圖2是壓控開關器原理 圖3是油層3采油示意 圖4是油層2采油示意 圖5是油層I采油示意 19一壓力表，20—壓力控制器，21—地面管線，22—套管，23-1、23-2、一油管，24—抽油桿，25—抽油泵，26-1、26-2—篩管，27_1、27_2—絲堵，28—水力錨，29-1、29_2、29_3—堵水封隔器，30-1、30-2、30-3—壓控開關器，31-單向閥，1、2、3—油層。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。如圖I系統(tǒng)，首先預設定為壓控開關器30-1、30-2、30_3預設各自的壓控時間段A1、A2、A3，電機運轉(zhuǎn)時間B1、B2、B3，每個壓控開關器僅在自己的壓控時間段內(nèi)，將減速電機接通電池，為減速電機供電；各壓控開關器的壓控時間段Al、A2、A3互不重疊；由于開關器相同，B1=B2=B3。比如，可以設定A1、A2、A3為每天的8點到12點、13點到18點、19點到24點。在每天的Al時段內(nèi)進行壓控操作，只有壓控開關器30-1會響應。在A2時段內(nèi)進行壓控操作，只有30-2會響應。如圖3所示為開采油層3時的示意圖。在任何一天在A3時間段，電池和減速電機接通，在通過地面壓力控制器20向套管22內(nèi)打高、低壓力，壓力表19記錄壓力，形成“10”兩位編碼信號，壓力傳感器將壓力信號傳遞給微處理器，微處理器向電機發(fā)出正向旋轉(zhuǎn)信號，減速電機正向旋轉(zhuǎn)，運行B3時間后，微處理器發(fā)出停止信號，減速電機停止旋轉(zhuǎn)，開關器30-3進入持續(xù)開啟狀態(tài)，油層3開始采油。某一天油層3需要停止生產(chǎn)時，在該天的A3時間段，電池組和減速電機接通，在通過地面壓力控制器20向套管22內(nèi)打高、低壓力，壓力表19記錄壓力，形成“10”兩位編碼信號，壓力傳感器將壓力信號傳遞給微處理器，微處理器向電機發(fā)出反向旋轉(zhuǎn)信號，減速電機反向旋轉(zhuǎn)B3時間后,微處理器發(fā)出停止信號,減速電機停止旋轉(zhuǎn)，壓控開關器30-3進入持續(xù)關閉狀態(tài)，油層3停止采油，準備換層采油。以上實施例采用了 “10”兩位編碼，是由于在初始狀態(tài)井下壓力為低壓(低于某設定值)，進行壓控操作，使井下壓力跳變，升至高壓一段時間(如5分鐘)，然后再回落至初始壓力狀態(tài)。如果采用更多位數(shù)的編碼，如“1010”，也必須保證最終回到初始壓力狀態(tài)。同理，如果初始壓力狀態(tài)為高，可采用“01”、“0101”等編碼。以上實施例中，為壓控開關器預設壓控時間段，可以通過設置相應硬件電路控制電機與電池之間的供電，在壓控時間段內(nèi)接通電路 使電池能夠為電池供電，在其他時間段端口電路的供電連接。還可以設置微處理器，使其在壓控時間段以外處于休眠狀態(tài)，僅在壓控時間段以內(nèi)才會為電機提供控制信號，使電機工作。關于微處理器根據(jù)當前開關狀態(tài)判斷下次電機的運轉(zhuǎn)方向，屬于本領域人員熟知的慣用技術手段，在此不再贅述。如圖4、圖5分別為開采油層2、I時的示意圖，過程與開采油層3類同，不再贅述。
權(quán)利要求
1.一種井下智能分層壓控采油方法，其特征在于，步驟如下 為每個壓控開關器設定各自的壓控時間段；各壓控開關器的壓控時間段互不重疊； 在任一個壓控時間段內(nèi)，進行地面壓控操作，對于與該壓控時間段對應的壓控開關器，其壓力傳感器記錄到設定的壓力編碼后，控制電機依照設定的運轉(zhuǎn)時長運轉(zhuǎn)，電機運轉(zhuǎn)方向根據(jù)當前壓控開關器狀態(tài)判斷，電機運轉(zhuǎn)使開關器狀態(tài)與當前狀態(tài)相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種壓控采油方法，其特征在于，所述步驟2)中，如果初始井下壓力為低，則設定的壓力編碼為“10” ；如果初始井下壓力為高，則設定的壓力編碼為“01”。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種壓控采油方法，其特征在于，所述步驟2)中，電機運轉(zhuǎn)方向根據(jù)當前壓控開關器狀態(tài)判斷；若開關器已經(jīng)打開，則電機運轉(zhuǎn)使開關器關閉，若開關器已經(jīng)關閉，則電機運轉(zhuǎn)使開關器打開。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種井下智能分層壓控采油方法，步驟如下預設定為每個壓控開關器預設各自的壓控時間段Ai，電機運轉(zhuǎn)時間Bi，每個壓控開關器僅在自己的壓控時間段Ai內(nèi)，電機才能夠運轉(zhuǎn)；任一油層的采油與停止采油對于該油層對應的壓控開關器，在其壓控時間段Ai內(nèi)，進行地面加壓操作，壓力傳感器記錄到至少兩位跳變的壓力編碼后，電機依照設定的運轉(zhuǎn)時間Bi運轉(zhuǎn)，電機運轉(zhuǎn)方向根據(jù)當前壓控開關器狀態(tài)判斷，電機運轉(zhuǎn)使開關器狀態(tài)與當前狀態(tài)相反。本發(fā)明的方法大大提高了操作的可靠性，降低了操作難度，減少了操作時間，提高了工作效率。
文檔編號E21B43/12GK102953714SQ20121041578
公開日2013年3月6日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者王小勇, 楊康敏, 彭元東, 馬宏偉, 楊軍虎, 焦明遠, 李洲 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司河南油田分公司石油工程技術研究院