本實(shí)用新型涉及海上油田分層開采工具，特別涉及一種可長(zhǎng)期在井下作業(yè)，實(shí)時(shí)控制地層注水量、監(jiān)測(cè)地層流量、壓力參數(shù)的新型纜控智能測(cè)調(diào)注入工具。

背景技術(shù)：

注水增產(chǎn)作為油田的二次采油技術(shù)，已在海上油田應(yīng)用多年，近年適用于海上油田的纜控智能測(cè)調(diào)注水工藝研發(fā)成功，并逐步在海上油田應(yīng)用推廣，該工藝關(guān)鍵設(shè)備是纜控智能測(cè)調(diào)注水工作筒，該工作筒具有長(zhǎng)期分層測(cè)調(diào)、在線監(jiān)測(cè)等功能，調(diào)高注水測(cè)調(diào)功效。但目前該纜控智能測(cè)調(diào)注水工藝僅適用于4.75″以上內(nèi)通徑注水井，針對(duì)3″、3.25″、3.88″內(nèi)通徑注水井暫無適用尺寸的配注工具。

隨著小井眼技術(shù)的發(fā)展和降本增效理念的推廣，海上油田小井眼注水井的數(shù)量逐漸增多，如何實(shí)現(xiàn)小井眼注水井的分層測(cè)調(diào)和大排量注水，提高配注效率，降低注水作業(yè)成本，是海上油田注水工藝面臨的亟待解決的難題。

因此提出了適用于3″、3.25″、3.88″內(nèi)通徑注水井的小直徑、大排量新型智能測(cè)調(diào)注入工具。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種新型纜控智能測(cè)調(diào)注入工具，該工具具有電流過載防護(hù)及防返吐特點(diǎn)，具有實(shí)時(shí)調(diào)配、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、在線驗(yàn)封功能及耐高溫高壓特性，能夠滿足3″、3.25″、3.88″內(nèi)通徑注水井的大排量注入需求。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種新型纜控智能測(cè)調(diào)注入工具，包括相互連接的上接頭、主殼體和下接頭，所述主殼體的后端面上徑向設(shè)置有注水出口，所述主殼體內(nèi)軸向設(shè)置有集成測(cè)調(diào)系統(tǒng)；所述集成測(cè)調(diào)系統(tǒng)為管柱狀結(jié)構(gòu)，并與 所述主殼體之間形成環(huán)空過流通道；所述集成測(cè)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)軸向設(shè)置有中間通道、徑向設(shè)置有注水入口；所述中間通道的內(nèi)部前端依次設(shè)置有相互連接的測(cè)控電路和電機(jī)，所述中間通道的內(nèi)部中部、位于所述注水入口處設(shè)置有與所述電機(jī)相連接的調(diào)節(jié)閥，所述中間通道的內(nèi)部底部、位于所述注水入口的進(jìn)水口處設(shè)置有單流閥。

其中，所述單流閥采用彈簧自動(dòng)開關(guān)結(jié)構(gòu)。

所述注水入口的兩端分別與所述中間通道和所述環(huán)空過流通道相連通；所述注水出口的進(jìn)水口與所述中間通道相連通。

所述主殼體的前端面和后端面上，分別設(shè)置有若干個(gè)沿圓周方向排列的圓孔，所述圓孔與所述環(huán)空過流通道相連通。

所述集成測(cè)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)、位于所述中間通道的兩側(cè)設(shè)置有流量計(jì)，所述流量計(jì)與所述測(cè)控電路相連接。

其中，所述流量計(jì)采用超聲波流量計(jì)。

所述集成測(cè)調(diào)系統(tǒng)的外壁上設(shè)置有管柱壓力計(jì)，所述管柱壓力計(jì)與所述測(cè)控電路相連接。

所述主殼體的外壁上、位于所述注水出口的出水口處設(shè)置有地層壓力計(jì)，所述地層壓力計(jì)與所述測(cè)控電路相連接。

所述上接頭的內(nèi)部設(shè)置有用于與所述測(cè)控電路相連接的導(dǎo)電滑環(huán)，所述上接頭的外部設(shè)置有上電纜接頭，所述上電纜接頭和所述導(dǎo)電滑環(huán)之間通過內(nèi)部供電電纜相連接。

所述下接頭的內(nèi)部設(shè)置有用于與所述測(cè)控電路相連接的導(dǎo)電滑環(huán)，所述下接頭的外部設(shè)置有下電纜接頭，所述下電纜接頭和所述導(dǎo)電滑環(huán)之間通過內(nèi)部供電電纜相連接。

本實(shí)用新型的有益效果是：

(1)本實(shí)用新型注入工具環(huán)空過流通道為主流道，中間通道為地層注水通道，可實(shí)現(xiàn)小直徑、大排量注水；

(2)本實(shí)用新型注入工具內(nèi)部測(cè)控電路設(shè)計(jì)有過載防護(hù)功能，可防護(hù)內(nèi)部電器元件受損；

(3)本實(shí)用新型注入工具出水出口處采用單流閥，可實(shí)現(xiàn)注入工具的防 返吐；同時(shí)，該注入工具內(nèi)部設(shè)計(jì)有電機(jī)、調(diào)節(jié)閥、壓力計(jì)、流量計(jì)等，具有實(shí)時(shí)測(cè)調(diào)地層注水量，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地層流量、壓力參數(shù)并地面顯示，及地層壓力在線驗(yàn)封的功能，可適用于3″、3.25″、3.88″內(nèi)通徑注水井，并在電纜和配水器使用壽命范圍內(nèi)永久實(shí)現(xiàn)分層調(diào)配和監(jiān)測(cè)，能夠提高3″、3.25″、3.88″內(nèi)通徑注水井的注水效率，降低作業(yè)成本，實(shí)現(xiàn)小井眼注水井的高效、大排量注水。

附圖說明

圖1：本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2：本實(shí)用新型A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3：本實(shí)用新型B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4：本實(shí)用新型電路框圖。

附圖標(biāo)注：1、上電纜接頭；2、主殼體；3、環(huán)空過流通道；4、管柱壓力計(jì)；5、流量計(jì)；6、集成測(cè)調(diào)系統(tǒng)；7、單流閥；8、下接頭；9、上接頭；10、測(cè)控電路；11、電機(jī)；12、中間通道；13、調(diào)節(jié)閥；14、注水入口；15、注水出口；16、地層壓力計(jì)；17、下電纜接頭；18、導(dǎo)電滑環(huán)；19、外部電源；20、測(cè)控單元。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。

如附圖1至圖4所示，一種新型纜控智能測(cè)調(diào)注入工具，包括通過螺紋相互連接的上接頭9、主殼體2和下接頭8，所述主殼體2的前端面和后端面上，分別設(shè)置有若干個(gè)沿圓周方向排列的圓孔，所述主殼體2的后端面上徑向設(shè)置有注水出口15，所述注水出口15的進(jìn)水口與下述集成測(cè)調(diào)系統(tǒng)6內(nèi)的中間通道12相連通。

所述主殼體2內(nèi)軸向設(shè)置有集成測(cè)調(diào)系統(tǒng)6，所述集成測(cè)調(diào)系統(tǒng)6為管柱狀結(jié)構(gòu)，與所述主殼體2采用同心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并與所述主殼體2之間形成環(huán)空過流通道3。

所述集成測(cè)調(diào)系統(tǒng)6內(nèi)軸向設(shè)置有中間通道12、徑向設(shè)置有注水入口14，所述注水入口14的兩端分別與所述中間通道12和所述環(huán)空過流通道3相連通。 所述中間通道12的內(nèi)部前端依次設(shè)置有相互連接的測(cè)控電路10和電機(jī)11；所述中間通道12的內(nèi)部中部、位于所述注水入口14處設(shè)置有與所述電機(jī)11相連接的調(diào)節(jié)閥13，通過所述電機(jī)11轉(zhuǎn)動(dòng)來控制調(diào)節(jié)閥13的進(jìn)液量；所述中間通道12的內(nèi)部底部、位于所述注水入口14的進(jìn)水口處設(shè)置有單流閥7，所述單流閥7采用彈簧自動(dòng)開關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，只允許工具內(nèi)的液體進(jìn)入地層，阻止地層液體反吐進(jìn)入工具內(nèi)部。

本實(shí)用新型中，為監(jiān)測(cè)流經(jīng)液體的流量，所述集成測(cè)調(diào)系統(tǒng)6內(nèi)、位于所述中間通道12的兩側(cè)設(shè)置有流量計(jì)5，所述流量計(jì)5與所述測(cè)控電路10相連接，其中，所述流量計(jì)5采用超聲波流量計(jì)5，依據(jù)聲波反射原理，通過聲波發(fā)射和聲波接收監(jiān)測(cè)地層注入流量；為監(jiān)測(cè)本工具內(nèi)的壓力，所述集成測(cè)調(diào)系統(tǒng)6的外壁上設(shè)置有管柱壓力計(jì)4，所述管柱壓力計(jì)4與所述測(cè)控電路10相連接；為監(jiān)測(cè)地層壓力，所述主殼體2的外壁上、位于所述注水出口15的出水口處設(shè)置有地層壓力計(jì)16，所述地層壓力計(jì)16與所述測(cè)控電路10相連接。

本實(shí)用新型中，所述上接頭9的內(nèi)部設(shè)置有用于與所述測(cè)控電路10相連接的導(dǎo)電滑環(huán)18，所述上接頭9的外部設(shè)置有上電纜接頭1，所述上電纜接頭1和所述導(dǎo)電滑環(huán)18之間通過內(nèi)部供電電纜相連接；所述下接頭8的內(nèi)部設(shè)置有用于與所述測(cè)控電路10相連接的導(dǎo)電滑環(huán)18，所述下接頭8的外部設(shè)置有下電纜接頭17，所述下電纜接頭17和所述導(dǎo)電滑環(huán)18之間通過內(nèi)部供電電纜相連接。所述上接頭9和所述下接頭8內(nèi)部均設(shè)計(jì)有供上述內(nèi)部供電電纜穿越的通道，可防止測(cè)控電纜裸露、受損，同時(shí)，外部設(shè)置的上電纜接頭1和下電纜接頭17可對(duì)內(nèi)部供電電纜進(jìn)行防水保護(hù)。當(dāng)上接頭9和下接頭8通過普通螺紋與主殼體2連接時(shí)，測(cè)控電路10可在上接頭9和下接頭8內(nèi)部通過導(dǎo)電滑環(huán)18與內(nèi)部供電電纜直接對(duì)接，與在工具外部連接的設(shè)計(jì)相比，可以避免測(cè)控電路10在油管內(nèi)觸水，導(dǎo)致整個(gè)電路受損；同時(shí)，上電纜接頭1和下電纜接頭17具有雙層密封功能，能夠防護(hù)水、油進(jìn)入工具內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)對(duì)供電電纜的油水隔離防護(hù)。

本實(shí)用新型中，如圖4所示，所述測(cè)控電路10內(nèi)部設(shè)置有測(cè)控單元20，所述測(cè)控單元20的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)有電流過載防護(hù)作用，當(dāng)所述電機(jī)11扭矩過大時(shí)，電流增大，所述測(cè)控單元20讀取電流后，通過軟件系統(tǒng)對(duì)電機(jī)11進(jìn)行零電量輸出，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電元器件的過載防護(hù)。正常注水時(shí)，本工具可能處于調(diào)節(jié)注水量 狀態(tài)或者監(jiān)控狀態(tài)，無論何種狀態(tài)，測(cè)控電路10都能夠過載防護(hù)。首先當(dāng)本工具需要調(diào)節(jié)注水量時(shí)，地面外部電源19通過電纜為設(shè)備供電，上電纜接頭1與測(cè)控電路10連通，測(cè)控電路10控制電機(jī)11的轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)11轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)調(diào)節(jié)閥13上下移動(dòng)，當(dāng)調(diào)節(jié)閥13上下移動(dòng)到極限時(shí)，電機(jī)11繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)無法實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥13的位移，電機(jī)11轉(zhuǎn)動(dòng)易發(fā)生扭矩過載，進(jìn)而造成電流過大，燒毀電機(jī)11，此時(shí)測(cè)控電路10可自動(dòng)斷開與電機(jī)11的連接，防止電機(jī)11燒毀；同時(shí)，由于大部分供電電纜在油管內(nèi)部設(shè)備外部，所以當(dāng)電纜發(fā)生意外損壞，導(dǎo)致電纜芯體裸露，電芯遇水發(fā)生短路時(shí)，測(cè)控電路10同樣可以自動(dòng)斷開與地面電源的連通，防護(hù)整個(gè)電路。

本實(shí)用新型中，所述環(huán)空過流通道3為全井過流通道，與所述主殼體2前、后兩端面上的圓孔相連通，可在有限外徑下，增大單井注水量；此外，所述環(huán)空過流通道3通過所述注水入口14與所述中間通道12相連接，所述中間通道12為地層注水通道。注水過程中，流體由主殼體2前端面的多通道環(huán)空?qǐng)A孔全部流入環(huán)空過流通道3中，流體在環(huán)空過流通道3與中間通道12交口處分流，部分流體通過注水入口14流入中間通道12，經(jīng)調(diào)節(jié)閥13、流量計(jì)5、單流閥7，最終經(jīng)注水出口15注入地層，部分流體流經(jīng)下接頭8，流向下一地層。

采用本實(shí)用新型注入工具，例如，當(dāng)該工具的外徑尺寸為Φ95mm，環(huán)空過流通道3為全井過流通道，中間通道12為地層注水通道，環(huán)空過流通道3當(dāng)量直徑為Φ46mm，即全井最大注入量可達(dá)到1500m³/d。

正常注水工作過程中，該實(shí)用新型攜帶電纜下入井下目的層，當(dāng)該實(shí)用新型處于監(jiān)測(cè)井下壓力、流量溫度等參數(shù)的工作狀態(tài)，管柱壓力計(jì)4、地層壓力計(jì)16和流量計(jì)5分別監(jiān)測(cè)管柱內(nèi)注水壓力、地層壓力及注入地層的流量，并通過測(cè)控電路10內(nèi)部測(cè)控單元20返至地面設(shè)備，技術(shù)人員可通過地面設(shè)備監(jiān)測(cè)井下參數(shù)。當(dāng)需要對(duì)地層注水量進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，該實(shí)用新型處于調(diào)節(jié)水嘴狀態(tài)，測(cè)控電路10根據(jù)地面需求，控制電機(jī)11轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)調(diào)節(jié)閥13上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)注水入口14的開關(guān)大小，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)地層注水量的調(diào)節(jié)，并觀察流量計(jì)5檢測(cè)到的流量值，與油藏要求流量對(duì)比，直到地層注水量滿足油藏要求。