專利名稱：機(jī)電式同心分注測調(diào)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及油田井下信號控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于石油天然氣領(lǐng)域分層注水井井下機(jī)電式同心分注測調(diào)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在油氣田開發(fā)時，為了保證油氣田的壓力，將油驅(qū)替出來，向地層注水或注氣等，注水的稱為注水井，是生產(chǎn)井的ー種。注水井，按功能分為分層注入井和籠統(tǒng)注入井。分層注水是對不同性質(zhì)的油層區(qū)別對待，應(yīng)用以封隔器、配水器為主組成的配產(chǎn)管柱，用不同壓カ分層注水。目前，多油層層間距比較小的分層注水，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)歩，多采用邊測邊調(diào)技木，測調(diào)控制系統(tǒng)集成流量、溫度、壓カ傳感電路単元以及電機(jī)調(diào)節(jié)控制電路單元，以實(shí)現(xiàn)對注水流量、井下溫度和壓カ的調(diào)控以及對電機(jī)工作狀態(tài)的控制。在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過程中，實(shí)用新型人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題:在井下高溫條件下，測調(diào)控制系統(tǒng)的電路單元轉(zhuǎn)換信號及傳輸信號易出現(xiàn)誤碼和錯碼，造成錄取數(shù)據(jù)失真及井下測調(diào)不成功。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種機(jī)電式同心分注測調(diào)控制系統(tǒng)。所述技術(shù)方案如下:所述機(jī)電式同心分注測調(diào)控制系統(tǒng)，包括地面控制單元以及與其相連的且設(shè)置在井下的測調(diào)單元；所述測調(diào)単元包括與所述地面控制單元相連的單片機(jī)，以及與所述單片機(jī)相連的流量壓カ溫度測試單元、電機(jī)調(diào)節(jié)控制単元和電磁定位控制單元，所述電機(jī)調(diào)節(jié)控制單元連接水嘴。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:通過設(shè)置地面控制系統(tǒng)以及與其相連的井下測調(diào)單元，并設(shè)置井下測調(diào)單元具備井下流量、壓カ和溫度的測量以及井下工具的定位功能，從而穩(wěn)定、可靠的確定井下工具位置，準(zhǔn)確測試井下流量、溫度和壓カ數(shù)據(jù)，精確調(diào)配水嘴的開度和注入水量的大小。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的ー些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的機(jī)電式同心分注測調(diào)控制系統(tǒng)的原理框圖。圖中，1:地面控制單元；2:電纜；3:信號轉(zhuǎn)換電路模塊；4:單片機(jī)；5:流量壓カ溫度測試單元；6:電機(jī)調(diào)節(jié)控制単元；7:電磁定位控制單元。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)ー步地詳細(xì)描述。圖1示出了本實(shí)施例機(jī)電式同心分注測調(diào)控制系統(tǒng)的原理框圖，參照圖示，本實(shí)施例的測調(diào)控制系統(tǒng)包括地面控制單元I以及與其相連的且設(shè)置在井下的測調(diào)單元，地面控制單元I實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，測調(diào)單元用于進(jìn)行井下數(shù)據(jù)的測量，使得地面控制單元根據(jù)測調(diào)單元所測得的數(shù)據(jù)實(shí)時控制井下的注水工作。具體地，所述地面控制單元I包括微處理器，即圖1中所示的PC，以及與所述微處理器相連的控制電路模塊；所述測調(diào)単元包括與所述控制電路模塊相連的信號轉(zhuǎn)換電路模塊3、與所述信號轉(zhuǎn)換電路模塊3相連的單片機(jī)4、以及與所述單片機(jī)4相連的流量壓カ溫度測試單元5、電機(jī)調(diào)節(jié)控制単元6和電磁定位控制單元7，所述電機(jī)調(diào)節(jié)控制単元6連接水嘴。所述流量壓カ溫度測試單元5和電磁定位控制單元7實(shí)時測量井下液體流量、壓力、溫度、以及作業(yè)工具的位置，并將所測得數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)4，經(jīng)由單片機(jī)4和信號轉(zhuǎn)換電路模塊對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理之后，進(jìn)ー步傳送至控制電路模塊以及微處理器，由微處理器對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，發(fā)出控制指令，并經(jīng)由控制電路模塊和信號轉(zhuǎn)換電路模塊3傳送至單片機(jī)4，由單片機(jī)4控制電機(jī)調(diào)節(jié)控制単元6以實(shí)現(xiàn)對水嘴開ロ大小和注水量的控制。本實(shí)施例測調(diào)控制系統(tǒng)將流量壓カ溫度測試單元5、電機(jī)調(diào)節(jié)控制単元6和電磁定位控制單元7相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)井下測調(diào)單元工作在井下安全環(huán)境內(nèi)，避免惡劣環(huán)境對測調(diào)控制系統(tǒng)的井下工作造成不良影響。地面控制單元I與測調(diào)單元通過電纜2連接，參照圖1中的控制電路模塊與信號轉(zhuǎn)換電路模塊3之間的電纜2，地面控制單元I通過電纜2給測調(diào)単元供電并實(shí)現(xiàn)通信，測調(diào)單元隨電纜2下入井內(nèi)，下入到目的層。流量壓カ溫度測試單元5包括設(shè)置在井下的流量計、壓カ傳感器和溫度傳感器，所述流量計、壓カ傳感器和溫度傳感器分別連接信號調(diào)理模塊，所述信號調(diào)理模塊通過A/D轉(zhuǎn)換模塊與所述單片機(jī)相連。其中，流量計采用超聲波相位差測量流量原理測量井下液體流量，壓力、溫度傳感器均采用恒流供電的方式，流量、壓力、溫度三種電量信號最終以直流電平方式分時進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，最終由流量計的數(shù)字電路部分將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，得到測量數(shù)據(jù)，并通過單片機(jī)4和信號轉(zhuǎn)換電路模塊3的編碼處理將數(shù)字信號編碼，以通過電纜2上傳到地面控制單元，可從微處理器上直讀井下數(shù)據(jù)。為了方便微處理器對數(shù)據(jù)的直觀處理和顯示，所述地面控制單元還包括與所述微處理器相連的鍵盤和顯示器，用于數(shù)據(jù)的輸入和輸出。所述電磁定位控制單元7包括設(shè)置在井下的電磁線圈，與所述電磁線圈相連的電磁傳感器，以及與所述電磁傳感器相連的信號調(diào)理模塊，所述信號調(diào)理模塊與所述單片機(jī)相連。測調(diào)單元在下井過程中，電磁線圈發(fā)射電磁信號，因油管壁和接箍厚度不一樣，電磁傳感器感應(yīng)到的電磁通量不一樣，通過信號調(diào)理模塊、單片機(jī)和信號轉(zhuǎn)換電路模塊對電磁傳感器測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和編碼處理，并傳送至地面控制單元1，從而可確定井下作業(yè)エ具的具體位置。所述電機(jī)調(diào)節(jié)控制単元6包括與所述水嘴相連的驅(qū)動電機(jī)，以及與所述驅(qū)動電機(jī)相連的電機(jī)控制電路模塊，所述電機(jī)控制電路模塊與所述單片機(jī)相連。單片機(jī)4通過電機(jī)控制電路模塊負(fù)責(zé)判斷地面控制單元I輸出給測調(diào)單元的電壓控制命令，根據(jù)控制電壓來控制驅(qū)動電機(jī)的正轉(zhuǎn)或負(fù)轉(zhuǎn)，從而進(jìn)行開收臂或正負(fù)調(diào)節(jié)。同時，單片機(jī)4還用過電機(jī)控制電路模塊持續(xù)監(jiān)測驅(qū)動電機(jī)電流，如果電流大于驅(qū)動電機(jī)保護(hù)電流，則立即切斷電機(jī)電源，保護(hù)電機(jī)免受大電流損壞。地面控制單元I根據(jù)所獲得的井下數(shù)據(jù)信息，通過單片機(jī)控制驅(qū)動電機(jī)來實(shí)現(xiàn)水嘴開度大小的調(diào)節(jié)，從而控制井下的注水量。本實(shí)施例中，流量壓カ溫度測試單元5通過電纜2供電，與單片機(jī)4相連的A/D轉(zhuǎn)換模塊及與A/D轉(zhuǎn)換模塊相連的信號調(diào)理模塊實(shí)現(xiàn)對流量和溫度壓カ等數(shù)字信號進(jìn)行處理等功能；信號調(diào)理電路將壓力傳感器和溫度傳感器的兩路傳感器信號分別放大、整形后，進(jìn)行鑒相、濾波，最后送入A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號。壓力、溫度傳感器采用恒流供電方式，輸出到精密放大器，最后送入A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到數(shù)字信號。信號轉(zhuǎn)換電路模塊3實(shí)現(xiàn)編解碼功能，編碼采用軟件方式，再利用兩個三極管和兩個MOS管及電容將信號調(diào)制耦合到電纜2上。上述電路實(shí)現(xiàn)方式僅僅是本實(shí)用新型的ー種示例，其它能夠?qū)崿F(xiàn)本實(shí)用新型功能的電路方式也可采用。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種機(jī)電式同心分注測調(diào)控制系統(tǒng)，包括地面控制單元以及與其相連的且設(shè)置在井下的測調(diào)單元；其特征在于，所述測調(diào)単元包括與所述地面控制單元相連的單片機(jī)，以及與所述單片機(jī)相連的流量壓カ溫度測試單元、電機(jī)調(diào)節(jié)控制単元和電磁定位控制單元，所述電機(jī)調(diào)節(jié)控制單元連接水嘴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電式同心分注測調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述地面控制単元包括:微處理器以及與其相連的控制電路模塊；所述測調(diào)單元還包括與所述單片機(jī)相連的信號轉(zhuǎn)換電路模塊，所述信號轉(zhuǎn)換電路模塊與所述控制電路模塊通過電纜相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電式同心分注測調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述流量壓カ溫度測試單元包括設(shè)置在井下的流量計、壓カ傳感器和溫度傳感器，所述流量計、壓カ傳感器和溫度傳感器分別連接信號調(diào)理模塊，所述信號調(diào)理模塊通過A/D轉(zhuǎn)換模塊與所述單片機(jī)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電式同心分注測調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電機(jī)調(diào)節(jié)控制單元包括與所述水嘴相連的驅(qū)動電機(jī)，以及與所述驅(qū)動電機(jī)相連的電機(jī)控制電路模塊，所述電機(jī)控制電路模塊與所述單片機(jī)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)電式同心分注測調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電磁定位控制單元包括設(shè)置在井下的電磁線圈，與所述電磁線圈相連的電磁傳感器，以及與所述電磁傳感器相連的信號調(diào)理模塊，所述信號調(diào)理模塊與所述單片機(jī)相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)電式同心分注測調(diào)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述地面控制單元還包括與所述微處理器相連的鍵盤和顯示器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種機(jī)電式同心分注測調(diào)控制系統(tǒng)，屬于油田井下信號控制技術(shù)領(lǐng)域。所述系統(tǒng)包括地面控制單元以及與其相連的且設(shè)置在井下的測調(diào)單元；所述測調(diào)單元包括與所述地面控制單元相連的單片機(jī)，以及與所述單片機(jī)相連的流量壓力溫度測試單元、電機(jī)調(diào)節(jié)控制單元和電磁定位控制單元，所述電機(jī)調(diào)節(jié)控制單元連接水嘴。本實(shí)用新型通過設(shè)置地面控制系統(tǒng)以及與其相連的井下測調(diào)單元，并設(shè)置井下測調(diào)單元具備井下流量、壓力和溫度的測量以及井下工具的定位功能，從而穩(wěn)定、可靠的確定井下工具位置，準(zhǔn)確測試井下流量、溫度和壓力數(shù)據(jù)，精確調(diào)配水嘴的開度和注入水量的大小。
文檔編號E21B43/20GK202954797SQ20122037722
公開日2013年5月29日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者羅必林, 巨亞鋒, 于九政, 晏耿成, 胡美艷, 畢福偉, 申曉莉, 王子建 申請人:中國石油天然氣股份有限公司