自动分层找卡水、采油系统转让专利

申请号 : CN201810931259.6

文献号 : CN110857621A

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发明人 : 张宏伟杨天成胡金铜舒畅杜晓霞王文韬姜晓波张晓春王明燕韩增辉

申请人 : 中国石油天然气股份有限公司

摘要 :

本发明公开了一种自动分层找卡水、采油系统,属于油气田开发技术领域。所述自动分层找卡水、采油系统包括设置在井口的地面控制装置和井内的分层找卡水、采油自动控制管柱,利用管柱内的封隔器坐封不同的油层,使得一个分层找卡水、采油自动控制器可与一个油层连通,经过生产泵的抽吸到达井口采油树后流入到输油管线中;利用地面控制装置中的第一控制主板控制产生指令压力波动信号码,向井内的分层找卡水、采油自动控制器发送指令以控制各个生产层的生产或关闭,分层找卡水、采油自动控制器也可产生井下生产信息压力波动信号码反馈给第一控制主板,实现了地面与井下双向信息传输和一趟管柱完成多个生产层任意一层或几层段的自动找卡水及换层生产。

权利要求 :

1.一种自动分层找卡水、采油系统,其特征在于,所述系统包括:设置在井口的地面控制装置(1)和设置在井内的分层找卡水、采油自动控制管柱(2),其中,

所述地面控制装置(1)包括壳体(11)、压力管线(12)、泄压管(13)、第一传压管(14)、第一压力传感器(15)、第一控制主板(16)、第一电机(17)、密闭可调水嘴(18)、排液管(19)、集液罐(110)、第一保护钢套(111)和第一传动轴(112),所述压力管线(12)的一端与井口采油树(3)相连,所述压力管线(12)的另一端与泵车相连;所述压力管线(12)上开设有泄压孔(1201)和传压孔(1202),所述泄压管(13)的一端通过所述泄压孔(1201)与所述压力管线(12)连通,所述第一传压管(14)的一端通过所述传压孔(1202)与所述压力管线(12)连通,另一端与所述壳体(11)连通;所述壳体(11)内设置有所述第一压力传感器(15)、所述第一控制主板(16)和所述第一保护钢套(111),所述第一保护钢套(111)内形成有相互分隔的第一腔体(11101)和第二腔体(11102),所述第一电机(17)设置在所述第一腔体(11101)内,所述密闭可调水嘴(18)设置在所述第二腔体(11102)内,所述第一传动轴(112)贯穿所述第一腔体(11101)和所述第二腔体(11102),并分别与所述第一电机(17)、所述密闭可调水嘴(18)相连,所述第一电机(17)配置为带动所述第一传动轴(112)控制所述密闭可调水嘴(18)的开启或关闭,所述第一控制主板(16)与所述第一压力传感器(15)和所述第一电机(17)相连;所述泄压管(13)的另一端与所述第二腔体(11102)连通;所述排液管(19)的一端与所述第二腔体(11102)连通,另一端与所述集液罐(110)连通;

所述分层找卡水、采油自动控制管柱(2)包括油管(21)、生产泵(22)、至少两个封隔器(23)和至少一个分层找卡水、采油自动控制器(24),所述生产泵(22)、所述封隔器(23)和所述分层找卡水、采油自动控制器(24)通过所述油管(21)相连,所述分层找卡水、采油自动控制器(24)设置在相邻的两个所述封隔器(23)之间,每个所述分层找卡水、采油自动控制器(24)与油层(4)相对。

2.根据权利要求1所述的自动分层找卡水、采油系统,其特征在于,所述地面控制装置(1)还包括:第二保护钢套(115),所述第二保护钢套(115)设置在所述壳体(11)内,所述第一压力传感器(15)和所述第一控制主板(16)设置在所述第二保护钢套(115)内,所述第一传压管(14)与所述第二保护钢套(115)的内部连通。

3.根据权利要求1所述的自动分层找卡水、采油系统,其特征在于,所述地面控制装置(1)还包括:操控面板(113),所述操控面板(113)与所述第一控制主板(16)相连,且所述操控面板(113)上设置有电源接口(11301)。

4.根据权利要求1所述的自动分层找卡水、采油系统,其特征在于,所述分层找卡水、采油自动控制器(24)包括:筒体(241)、第三保护钢套(242)、第四保护钢套(243)、第一接头(244)、扶正器(245)、第二控制主板(246)、温度传感器(247)、第二压力传感器(248)、中心管(249)、第二电机(2410)、第三电机(2411)、电源(2412)、第二传动轴(2413)、第三传动轴(2414)、第一转子(2415)、第二转子(2416)和定子(2417);

所述第一接头(244)设置在所述筒体(241)的下端,所述扶正器(245)和所述中心管(249)设置在所述筒体(241)内,所述中心管(249)的一端与所述扶正器(245)相连,所述中心管(249)的另一端与所述第一接头(244)相连,所述中心管(249)与所述筒体(241)之间形成环形空间(2418);

所述第三保护钢套(242)设置在所述环形空间(2418)内,并与所述第一接头(244)相连,所述第三保护钢套(242)内形成有相互分隔的第三腔体(24201)和第四腔体(24202),所述第二控制主板(246)、所述温度传感器(247)、所述第二电机(2410)设置在所述第三腔体(24201)内,所述第一转子(2415)设置在所述第四腔体(24202)内,所述第二传动轴(2413)设置在所述第一转子(2415)与所述第二电机(2410)之间;

所述第四保护钢套(243)设置在所述环形空间(2418)内,并与所述第一接头(244)相连,所述第四保护钢套(243)内形成有相互分隔的第五腔体(24301)和第六腔体(24302),所述第二压力传感器(248)、所述第三电机(2411)和所述电源(2412)设置在所述第五腔体(24301)内,所述第二转子(2416)和所述定子(2417)设置在所述第六腔体(24302)内,所述第三传动轴(2414)设置在所述第二转子(2416)与所述第三电机(2411)之间;

所述温度传感器(247)、所述第二压力传感器(248)、所述第二电机(2410)、所述第三电机(2411)与所述第二控制主板(246)相连,所述定子(2417)与所述第四保护钢套(243)相连,所述电源(2412)设置在所述第二压力传感器(248)与所述第三电机(2411)之间;

所述第一接头(244)开设有进液通道(24401),所述第三保护钢套(242)开设有与所述第四腔体(24202)连通的第一流通通道(24203),所述进液通道(24401)与所述第一流通通道(24203)连通,所述第三保护钢套(242)开设有出液孔(24204),所述中心管(249)上开设有多个可与所述出液孔(24204)连通的筛孔(24901),当所述第一转子(2415)转动到所述出液孔(24204)处时,所述第一转子(2415)封堵所述出液孔(24204);当所述第一转子(2415)离开所述出液孔(24204)处时,所述出液孔(24204)与第四腔体(24202)连通;

所述第一接头(244)还开设有泄压通道(24402),所述第四保护钢套(243)开设有与所述第六腔体(24302)连通的第二流通通道(24303),所述泄压通道(24402)与所述第二流通通道(24303)连通,所述第四保护钢套(243)开设有与所述筛孔(24901)连通的进液孔(24304),所述第二转子(2416)上开设有第一导流槽,所述定子(2417)上开设有可与所述第一导流槽连通的第二导流槽,所述第二导流槽与所述第二流通通道(24303)连通,当所述第二转子(2416)转动到所述进液孔(24304)处时,所述第二转子(2416)封堵所述进液孔(24304);当所述第二转子(2416)离开所述进液孔(24304)时,所述进液孔(24304)与所述第一导流槽连通。

5.根据权利要求4所述的自动分层找卡水、采油系统,其特征在于,所述分层找卡水、采油自动控制器(24)还包括:第三压力传感器(2419)和第二传压管(2420);

所述第三压力传感器(2419)设置在所述第三腔体(24201)内,并与所述第二控制主板(246)相连;

所述第二传压管(2420)设置在所述中心管(249)内,且一端与所述第三压力传感器(2419)相连,另一端伸入所述第一流通通道(24203)内。

6.根据权利要求4所述的自动分层找卡水、采油系统,其特征在于,所述分层找卡水、采油自动控制器(24)还包括:密封球(2421),所述密封球(2421)设置在所述第四腔体(24202)内,并适于坐封所述第一流通通道(24203)。

7.根据权利要求4所述的自动分层找卡水、采油系统,其特征在于,所述分层找卡水、采油自动控制器(24)还包括:第二接头(2422),所述第二接头(2422)设置在所述筒体(241)的上端。

8.根据权利要求4所述的自动分层找卡水、采油系统,其特征在于,所述第一转子(2415)、所述第二转子(2416)和所述定子(2417)为硬质合金或陶瓷材质。

9.根据权利要求1所述的自动分层找卡水、采油系统,其特征在于,所述分层找卡水、采油自动控制管柱(2)还包括:丝堵(25),所述丝堵(25)设置在所述管柱的下端,用于封堵所述油管(21)。

说明书 :

自动分层找卡水、采油系统

技术领域

[0001] 本发明涉及油气田开发技术领域,特别涉及一种自动分层找卡水、采油系统。

背景技术

[0002] 目前国内大部分主力油田都进入了高含水开发期,受油藏非均质性等因素影响,层间物性差异大,高、低渗透层干扰矛盾突出,压力高、含水量高的高渗透层抑制了压力低、含油量高的低渗透层生产。近年来,为了缓解层间矛盾,提高低渗透油层动用程度,国内开始应用一些机械开关或压控开关找卡水换层生产工艺。
[0003] 目前,机械开关找卡水换层生产工艺主要通过泵车压力与地层的压力差打开或关闭机械(液压)开关换层生产,在打开(或关闭)一层的同时关闭(或打开)另一层。
[0004] 在实现本发明的过程中,本发明人发现现有技术中至少存在以下问题:
[0005] 目前机械开关找卡水换层生产工艺主要应用两层油层的采油井,且两层地层压力相差较大时,可能会造成机械(液压)开关换向失败;同时,该工艺主要是在地面通过泵车快速升压、快速降压的方法向井下单向传递压力信号,控制开关换层生产,施工条件要求苛刻、换层操作时间长、成功率较低。

发明内容

[0006] 鉴于此,本发明提供一种可以地面与井下双向信息传输的自动分层找卡水、采油系统,以实现一趟管柱完成多个生产层任意一层或几层段的自动找卡水及换层生产的目的,使得抽油机井在不动生产管柱、正常泵抽条件下,任意一层或几层段的生产或被封堵。
[0007] 具体而言,包括以下的技术方案:
[0008] 一种自动分层找卡水、采油系统,所述系统包括:设置在井口的地面控制装置和设置在井内的分层找卡水、采油自动控制管柱,其中,
[0009] 所述地面控制装置包括壳体、压力管线、泄压管、第一传压管、第一压力传感器、第一控制主板、第一电机、密闭可调水嘴、排液管、集液罐、第一保护钢套和第一传动轴,所述压力管线的一端与井口采油树相连,所述压力管线的另一端与泵车相连;所述压力管线上开设有泄压孔和传压孔,所述泄压管的一端通过所述泄压孔与所述压力管线连通,所述第一传压管的一端通过所述传压孔与所述压力管线连通,另一端与所述壳体连通;所述壳体内设置有所述第一压力传感器、所述第一控制主板和所述第一保护钢套,所述第一保护钢套内形成有相互分隔的第一腔体和第二腔体,所述第一电机设置在所述第一腔体内,所述密闭可调水嘴设置在所述第二腔体内,所述第一传动轴贯穿所述第一腔体和所述第二腔体,并分别与所述第一电机、所述密闭可调水嘴相连,所述第一电机配置为带动所述第一传动轴控制所述密闭可调水嘴的开启或关闭,所述第一控制主板与所述第一压力传感器和所述第一电机相连;所述泄压管的另一端与所述第二腔体连通;所述排液管的一端与所述第二腔体连通,另一端与所述集液罐连通;
[0010] 所述分层找卡水、采油自动控制管柱包括油管、生产泵、至少两个封隔器和至少一个分层找卡水、采油自动控制器,所述生产泵、所述封隔器和所述分层找卡水、采油自动控制器通过所述油管相连,所述分层找卡水、采油自动控制器设置在相邻的两个所述封隔器之间,每个所述分层找卡水、采油自动控制器与油层相对。
[0011] 可选择地,所述地面控制装置还包括:第二保护钢套,所述第二保护钢套设置在所述壳体内,所述第一压力传感器和所述第一控制主板设置在所述第二保护钢套内,所述第一传压管与所述第二保护钢套的内部连通。
[0012] 可选择地,所述地面控制装置还包括:操控面板,所述操控面板与所述第一控制主板相连,且所述操控面板上设置有电源接口。
[0013] 可选择地,所述分层找卡水、采油自动控制器包括:筒体、第三保护钢套、第四保护钢套、第一接头、扶正器、第二控制主板、温度传感器、第二压力传感器、中心管、第二电机、第三电机、电源、第二传动轴、第三传动轴、第一转子、第二转子和定子;
[0014] 所述第一接头设置在所述筒体的下端,所述扶正器和所述中心管设置在所述筒体内,所述中心管的一端与所述扶正器相连,所述中心管的另一端与所述第一接头相连,所述中心管与所述筒体之间形成环形空间;
[0015] 所述第三保护钢套设置在所述环形空间内,并与所述第一接头相连,所述第三保护钢套内形成有相互分隔的第三腔体和第四腔体,所述第二控制主板、所述温度传感器、所述第二电机设置在所述第三腔体内,所述第一转子设置在所述第四腔体内,所述第二传动轴设置在所述第一转子与所述第二电机之间;
[0016] 所述第四保护钢套设置在所述环形空间内,并与所述第一接头相连,所述第四保护钢套内形成有相互分隔的第五腔体和第六腔体,所述第二压力传感器、所述第三电机和所述电源设置在所述第五腔体内,所述第二转子和所述定子设置在所述第六腔体内,所述第三传动轴设置在所述第二转子与所述第三电机之间;
[0017] 所述温度传感器、所述第二压力传感器、所述第二电机、所述第三电机与所述第二控制主板相连,所述定子与所述第四保护钢套相连,所述电源设置在所述第二压力传感器与所述第三电机之间;
[0018] 所述第一接头开设有进液通道,所述第三保护钢套开设有与所述第四腔体连通的第一流通通道,所述进液通道与所述第一流通通道连通,所述第三保护钢套开设有出液孔,所述中心管上开设有多个可与所述出液孔连通的筛孔,当所述第一转子转动到所述出液孔处时,所述第一转子封堵所述出液孔;当所述第一转子离开所述出液孔处时,所述出液孔与第四腔体连通;
[0019] 所述第一接头还开设有泄压通道,所述第四保护钢套开设有与所述第六腔体连通的第二流通通道,所述泄压通道与所述第二流通通道连通,所述第四保护钢套开设有与所述筛孔连通的进液孔,所述第二转子上开设有第一导流槽,所述定子上开设有可与所述第一导流槽连通的第二导流槽,所述第二导流槽与所述第二流通通道连通,当所述第二转子转动到所述进液孔处时,所述第二转子封堵所述进液孔;当所述第二转子离开所述进液孔时,所述进液孔与所述第一导流槽连通。
[0020] 可选择地,所述分层找卡水、采油自动控制器还包括:第三压力传感器和第二传压管;
[0021] 所述第三压力传感器设置在所述第三腔体内,并与所述第二控制主板相连;
[0022] 所述第二传压管设置在所述中心管内,且一端与所述第三压力传感器相连,另一端伸入所述第一流通通道内。
[0023] 可选择地,所述分层找卡水、采油自动控制器还包括:密封球,所述密封球设置在所述第四腔体内,并适于坐封所述第一流通通道。
[0024] 可选择地,所述分层找卡水、采油自动控制器还包括:第二接头,所述第二接头设置在所述筒体的上端。
[0025] 可选择地,所述第一转子、所述第二转子和所述定子为硬质合金或陶瓷材质。
[0026] 可选择地,所述分层找卡水、采油自动控制管柱还包括:丝堵,所述丝堵设置在所述管柱的下端,用于封堵所述油管。
[0027] 本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括:
[0028] 通过设置在井口的地面控制装置和设置在井内的分层找卡水、采油自动控制管柱,利用分层找卡水、采油自动控制管柱内的封隔器先坐封不同的油层,形成多个独立的生产层,使得每个分层找卡水、采油自动控制器可以与每个独立的生产层连通,使得油层中的液体可以通过分层找卡水、采油自动控制器进入到管柱内,经过生产泵的抽吸到达井口采油树,经过井口采油树流入到输油管线中;利用地面控制装置中的第一控制主板控制产生指令压力波动信号码,向井内的分层找卡水、采油自动控制器发送指令以控制各个生产层的生产或关闭,同时,分层找卡水、采油自动控制器也可控制产生井下生产信息压力波动信号码,反馈给地面控制装置的第一控制主板进行接收或存储,不仅实现了地面与井下双向信息传输,而且实现了一趟管柱完成多个生产层任意一层或几层段的自动找卡水及换层生产的目的,使得抽油机井在不动生产管柱、正常泵抽条件下,任意一层或几层段的生产或被封堵。

附图说明

[0029] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030] 图1为本发明实施例提供的一种自动分层找卡水、采油系统的结构示意图;
[0031] 图2为本发明实施例提供的一种自动分层找卡水、采油系统中地面控制装置的结构示意图;
[0032] 图3为本发明实施例提供的一种自动分层找卡水、采油系统中分层找开水、采油自动控制器的结构示意图。
[0033] 图中的附图标记分别表示为:
[0034] 1-地面控制装置,
[0035] 11-壳体,
[0036] 12-压力管线,1201-泄压孔,1202-传压孔,
[0037] 13-泄压管,
[0038] 14-第一传压管,
[0039] 15-第一压力传感器,
[0040] 16-第一控制主板,
[0041] 17-第一电机,
[0042] 18-密闭可调水嘴,
[0043] 19-排液管,
[0044] 110-集液罐,
[0045] 111-第一保护钢套,11101-第一腔体,11102-第二腔体,
[0046] 112-第一传动轴,
[0047] 113-操控面板,11301-电源接口,
[0048] 114-第一电源线及信号线;
[0049] 115-第二保护钢套;
[0050] 2-分层找卡水、采油自动控制管柱,
[0051] 21-油管,
[0052] 22-生产泵,
[0053] 23-封隔器,
[0054] 24-分层找卡水、采油自动控制器,
[0055] 241-筒体,
[0056] 242-第三保护钢套,24201-第三腔体,24202-第四腔体,24203-第一流通通道,24204-出液孔,
[0057] 243-第四保护钢套,24301-第五腔体,24302-第六腔体,24303-第二流通通道,24304-进液孔,
[0058] 244-第一接头,24401-进液通道,24402-泄压通道,
[0059] 245-扶正器,
[0060] 246-第二控制主板,
[0061] 247-温度传感器,
[0062] 248-第二压力传感器,
[0063] 249-中心管,24901-筛孔,
[0064] 2410-第二电机,
[0065] 2411-第三电机,
[0066] 2412-电源,
[0067] 2413-第二传动轴,
[0068] 2414-第三传动轴,
[0069] 2415-第一转子,
[0070] 2416-第二转子,
[0071] 2417-定子,
[0072] 2418-环形空间,
[0073] 2419-第三压力传感器,
[0074] 2420-第二传压管,
[0075] 2421-密封球,
[0076] 2422-第二接头,
[0077] 2423-第二电源线及信号线,
[0078] 2424-密封圈,
[0079] 25-丝堵,
[0080] 3-井口采油树,
[0081] 4-油层,
[0082] 5-套管。

具体实施方式

[0083] 在对本发明实施方式作进一步地详细描述之前,本发明实施例中所涉及的方位名词,如“上端”、“下端”,均以图1或图2或图3中所示方位为基准,仅仅用来清楚地描述本发明实施例的自动分层找卡水、采油系统,并不具有限定本发明保护范围的意义。
[0084] 为使本发明的技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0085] 本发明实施例提供了一种自动分层找卡水、采油系统,其结构示意图如图1所示,该系统包括:设置在井口的地面控制装置1和设置在井内的分层找卡水、采油自动控制管柱2,其中,
[0086] 地面控制装置1包括壳体11、压力管线12、泄压管13、第一传压管14、第一压力传感器15、第一控制主板16、第一电机17、密闭可调水嘴18、排液管19、集液罐110、第一保护钢套111和第一传动轴112,如图2所示,压力管线12的一端与井口采油树3相连,压力管线12的另一端与泵车(在图中未显示)相连;压力管线12上开设有泄压孔1201和传压孔1202,泄压管
13的一端通过泄压孔1201与压力管线12连通,第一传压管14的一端通过传压孔1202与压力管线12连通,另一端与所述壳体11连通;壳体11内设置有第一压力传感器15、第一控制主板
16和所述第一保护钢套111,所述第一保护钢套111内形成有相互分隔的第一腔体11101和第二腔体11102,第一电机17设置在第一腔体11101内,密闭可调水嘴18设置在第二腔体
11102内,第一传动轴112贯穿第一腔体11101和第二腔体11102,并分别与第一电机17、密闭可调水嘴18相连,第一电机17配置为带动第一传动轴112控制密闭可调水嘴18的开启或关闭,第一控制主板16与第一压力传感器15和第一电机17相连;泄压管13的另一端与第二腔体11102连通;排液管19的一端与第二腔体11102连通,另一端与集液罐110连通;
[0087] 分层找卡水、采油自动控制管柱2包括油管21、生产泵22、至少两个封隔器23和至少一个分层找卡水、采油自动控制器24,如图3所示,生产泵22、封隔器23和分层找卡水、采油自动控制器24通过油管21相连,分层找卡水、采油自动控制器24设置在相邻的两个封隔器23之间,每个分层找卡水、采油自动控制器24与油层4相对。
[0088] 需要说明的是,集液罐110为密闭器件,井内油水混合液通过排液管19可以进入到集液罐110内,可以有效避免环境污染;同时,在地面控制装置1发送指令或接收反馈信息时,第一压力传感器15可以先侧井内因丝扣渗漏等原因造成的自然压降速率转化为电信号传递给第一控制主板16存储、处理,第一控制主板16发送指令或接收反馈信息时消除这部分误差,可以有效避免压力波动信号受到干扰。
[0089] 因此,本发明实施例的自动分层找卡水、采油系统利用地面控制装置1和分层找卡水、采油自动控制管柱2,通过分层找卡水、采油自动控制管柱2内的封隔器23先坐封不同的油层4,形成多个独立的生产层,使得每个分层找卡水、采油自动控制器24可以与每个独立的生产层连通,使得油层4中的液体可以通过分层找卡水、采油自动控制器24进入到管柱内,经过生产泵22的抽吸到达井口采油树3,经过井口采油树3流入到压力管线12或输油管线中;利用地面控制装置1中的第一控制主板16控制产生指令压力波动信号码,向井内的分层找卡水、采油自动控制器24发送指令以控制各个生产层的生产或关闭,同时,分层找卡水、采油自动控制器24也可控制产生井下生产信息压力波动信号码,反馈给地面控制装置1的第一控制主板16进行接收或存储,不仅实现了地面与井下双向信息传输,而且实现了一趟管柱完成多个生产层任意一层或几层段的自动找卡水及换层生产的目的,使得抽油机井在不动生产管柱、正常泵抽条件下,任意一层或几层段的生产或被封堵。
[0090] 需要说明的是,不同的指令或信息分别对应着不同的压力波动信号,传递信息的压力波动信号由地面控制装置1和分层找卡水、采油自动控制管柱2自动控制,压力波动信号生成速度快、准确,避免了用泵车控制条件要求苛刻、速度慢、误差大的缺点。
[0091] 下面对本发明实施例的自动分层找卡水、采油系统进行进一步地描述说明:
[0092] 对于地面控制装置1而言,地面控制装置1起到地面控制的作用,如图2所示。
[0093] 具体地,压力管线12的一端通过油管扣与井口采油树3相连,压力管线12的另一端通过由壬与泵车相连,泄压管13通过卡箍与压力管线12连接,第一传压管14通过卡箍与压力管线12连接。
[0094] 壳体11通过泄压管13和第一传压管14与压力管线12固定连接,第一压力传感器15与第一传压管14相连,同时,第一压力传感器15与第一控制主板16相连,第一控制主板16为第一压力传感器15提供电力支持。
[0095] 第一压力传感器15可测取得到压力管线12内的压力波动,并将该压力波动转换成电信号传递给第一控制主板16进行存储和信息还原。
[0096] 第一控制主板16通过第一电源线及信号线114给第一电机17供电,并控制第一电机17的运行,第一电机17可带动密闭可调水嘴18开启或关闭。
[0097] 除上述提及外,地面控制装置1还包括:第二保护钢套115,第二保护钢套115设置在壳体11内,第一压力传感器15和第一控制主板16设置在第二保护钢套115内,如图2所示,通过第一保护钢套111的保护作用,以实现对第一压力传感器15和第一控制主板16的保护。
[0098] 同时,第一传压管14与第二保护钢套115的内部连通,如图2所示,使得液体通过第一传压管14进入到第二保护钢套115内时,第一压力传感器15可以测取得到液体的压力值。
[0099] 对于第一传动轴112而言,第一传动轴112用于带动密闭可调水嘴18的开启或关闭,起到连接作用。
[0100] 如此设置,通过第一电机17与第一传动轴112固定连接,第一传动轴112与密闭可调水嘴18连接,当第一电机17运行时,可以通过第一传动轴112带动密闭可调水嘴18开启或关闭。
[0101] 当密闭可调水嘴18开启时,井内的液体可以流经泄压管13进入到第二腔体11102中,通过密闭可调水嘴18后,从排液管19进入到集液罐110中,形成降压及井内压力波动信号,使得分层找卡水、采油自动控制器24内可以产生压降。
[0102] 地面控制装置1还包括:操控面板113,操控面板113与第一控制主板16相连,且操控面板113上设置有电源接口11301。
[0103] 通过电源接口11301可以连接直流或交流电源,为操控面板113供电,操控面板113通过第一电源线及信号线给第一控制主板16供电、传递信息和发送指令。
[0104] 需要说明的是,操控面板113具有友好的人机界面,可向井下发送各层生产调整或信息反馈命令,也可接收、显示井下各层反馈的生产信息。
[0105] 对于分层找卡水、采油自动控制管柱2而言,分层找卡水、采油自动控制管柱2起到与地面控制装置1配合,实现井下与地面双向通信的作用。
[0106] 具体地,封隔器23的数量与油层4的数量相对应,可以与油层4的数量相同,如图1所示。
[0107] 油管21用于连接生产泵22、封隔器23和分层找卡水、采油自动控制器24,起到连接作用,封隔器23可以实现对油管21与套管5之间油套环空的坐封;分层找卡水、采油自动控制器24起到控制任意一层或几层段的自动找卡水、采油的作用,一个分层找卡水、采油自动控制器24与一个油层4相对。
[0108] 对于分层找卡水、采油自动控制器24而言,分层找卡水、采油自动控制器24包括:筒体241、第三保护钢套242、第四保护钢套243、第一接头244、扶正器245、第二控制主板
246、温度传感器247、第二压力传感器248、中心管249、第二电机2410、第三电机2411、电源
2412、第二传动轴2413、第三传动轴2414、第一转子2415、第二转子2416和定子2417,如图3所示;
[0109] 第一接头244设置在筒体241的下端,扶正器245和中心管249设置在筒体241内,中心管249的一端与扶正器245相连,中心管249的另一端与第一接头244相连,中心管249与筒体241之间形成环形空间2418;
[0110] 在本发明实施例中,中心管249可以座设在筒体241的内壁台阶上,中心管249的两端均居中设置。
[0111] 第三保护钢套242设置在环形空间2418内,并与第一接头244相连,第三保护钢套242内形成有相互分隔的第三腔体24201和第四腔体24202,第二控制主板246、温度传感器
247、第二电机2410设置在第三腔体24201内,第一转子2415设置在第四腔体24202内,第二传动轴2413设置在第一转子2415与第二电机2410之间;
[0112] 第四保护钢套243设置在环形空间2418内,并与第一接头244相连,第四保护钢套243内形成有相互分隔的第五腔体24301和第六腔体24302,第二压力传感器248、第三电机
2411和电源2412设置在第五腔体24301内,第二转子2416和定子2417设置在第六腔体24302内,第三传动轴2414设置在第二转子2416与第三电机2411之间;
[0113] 温度传感器247、第二压力传感器248、第二电机2410、第三电机2411与第二控制主板246相连,定子2417与第四保护钢套243相连,电源2412设置在第二压力传感器248与第三电机2411之间;
[0114] 在本发明实施例中,温度传感器247、第二压力传感器248、第二电机2410、第三电机2411可以通过第二电源线及信号线2423与第二控制主板246相连,电源2412可以通过第二电源线及信号线2423为第二电机2410和第三电机2411提供电力支持。
[0115] 第一接头244开设有进液通道24401,第三保护钢套242开设有与第四腔体24202连通的第一流通通道24203,进液通道24401与第一流通通道24203连通,第三保护钢套242开设有出液孔24204,中心管249上开设有多个可与出液孔24204连通的筛孔24901,当第一转子2415转动到出液孔24203处时,第一转子2415封堵出液孔24204;当第一转子2415离开出液孔24204处时,出液孔24204与第四腔体24202连通;
[0116] 第一接头244还开设有泄压通道24402,第四保护钢套243开设有与第六腔体24302连通的第二流通通道24303,泄压通道24402与第二流通通道24303连通,第四保护钢套243开设有与筛孔24901连通的进液孔24304,第二转子2416上开设有第一导流,定子2417上开设有可与第一导流槽通的第二导流槽,第二导流槽与第二流通通道24303连通,当第二转子2416转动到进液孔24304处时,第二转子2416封堵进液孔24304;当第二转子2416离开进液孔24304时,进液孔24304与第一导流槽连通。
[0117] 其中,第一转子2415可以为上端是圆柱体、下端是半圆柱体的结构,其圆柱面与第四腔体24202密封配合组成可调开关,当第二电机2410带动第一转子2415转动到圆柱面封堵进液孔24304时,置于关闭状态,否则置于开启状态。
[0118] 第二转子2416上开设有第一导流槽,定子2417上开设有可与第一导流槽连通的第二导流槽,其中,第一导流槽和第二导流槽的数量相同,且均匀对称开设,在本发明实施例中,第一导流槽和第二导流槽的形状可以为扇形,数量可以为三个。
[0119] 可以理解的是,第二转子2416和定子2417的端面密封配合可以形成一个与密闭可调水嘴18类似的结构,该结构常处于关闭状态,当第三电机2411带动第二转子2416转动到第二转子2416上开设的第一导流槽与定子2417上的第二导流槽对接时,水嘴开启,液流从进液孔24304流经第二转子2416和定子2417,从泄压通道24402流出,产生压降及压力波动,可以实现压降快速、稳定控制,达到精准控制压力波动的目的。
[0120] 需要说明的是,当井下与地面通讯完毕后,第二转子2416和定子2417组成的结构恢复到密闭状态。
[0121] 为了确保第一转子2415、第二转子2416和定子2417的牢固性,第一转子2415、第二转子2416和定子2417可以为硬质合金或陶瓷材质。
[0122] 基于上述结构,分层找卡水、采油自动控制器24还包括:第三压力传感器2419和第二传压管2420,第三压力传感器2419设置在第三腔体24201内,并与第二控制主板246相连;第二传压管2420设置在中心管249内,且一端与第三压力传感器2419相连,另一端伸入第一流通通道24203内,如图3所示。
[0123] 通过设置第三压力传感器2419和第二传压管2420可以测取到第一流通通道24203内的压力值。
[0124] 可以理解的是,第二控制主板246可以通过第二电源线及信号线2423接收及存储由温度传感器247、第二压力传感器248、第三压力传感器2419采集并转化为相应电信号的数据,控制第二电机2410和第三电机2411运行。
[0125] 进一步地,分层找卡水、采油自动控制器24还包括:密封球2421,密封球2421设置在第四腔体24202内,并适于坐封第一流通通道24203,使得密封球2421与第四腔体24202共同形成单流阀,井内的液体只可以从第一接头244上开设的进液通道24401中单向流入。
[0126] 可选择地,为了便于分层找卡水、采油自动控制器24与油管21的连接,分层找卡水、采油自动控制器24还包括:第二接头2422,第二接头2422设置在筒体241的上端,如图3所示。
[0127] 需要说明的是,为了实现密封连接,第一接头244和第二接头2422与筒体241之间的连接可以为螺纹连接,并通过密封圈2424密封。
[0128] 在使用该分层找卡水、采油自动控制器24时,在下井前可以设置其开关状态及未来某一段时间或多段时间开关状态自动转换,到达自动换层生产的目的;
[0129] 在下井后,放入到套管5中,当需要重新设置开关转换参数或即时改变开关状态时,向井筒内灌满液并施加一定压力,通过开启密闭可调水嘴18,使得分层找卡水、采油自动控制器24内可以产生压降,控制压降速度及幅度,由井口向井下传递特定的压力波动信号,第二压力传感器248将接收的压力波动信号转换成电信号,传递给第二控制主板246,由第二控制主板246控制重新设置开关转换参数或控制第二电机2410站东,通过第二传动轴2413带动第一转子2415转动,改变第一转子2415的圆柱面与第四腔体24202上出液孔24204的封堵状态,依次改变进液通道24401的开关状态,并将改变后的状态信息反馈给第二控制主板246。
[0130] 在下井后,放入到套管5中,当需要井下开关状态、对应油层4的温度、压力等参数时,向井筒灌满液并施加一定压力,由井口向井下传递信息反馈的压力波动信号,第二压力传感器248将接收的压力波动信号转换成电信号,传递给第二控制主板246,由第二控制主板246分半案存储的井下开关状态、对应油层4的温度、压力等电信号数据控制第三电机2411运行,带动第二转子2416转动,使得第二转子2416和定子2417组成的结构按与电信号相对应的频率开启或关闭,控制压降速度及幅度,生成相应的压力波动信号传递给井口,由井口地面控制装置1接收,并将压力波动信号还原为相应的信息数据,信号传递完毕后,第二转子2416和定子2417组成的结构恢复到密闭状态。
[0131] 在此基础上,当需要重新设置开关转换参数或即时改变开关状态时,向井筒管柱满液并施加一定压力,使第一压力传感器15、第二压力传感器248和第三压力传感器2419处于准备就绪状态,在操控面板113上给第一控制主板16发送指令,第一控制主板16按照指令控制第一电机17运行,通过调控密闭可调水嘴18的开启与关闭速度与频率的方法控制井内压降速度及幅度,向井下传递与指令相对应的压力波动信号,指令分层找卡水、采油自动控制器24调整运行参数至所需状态。
[0132] 当需要井下开关状态、对应油层4的温度、压力等参数时,向井筒灌满液并施加一定压力,在操控面板113上给第一控制主板16发送响应指令,第一控制主板16按照指令控制第一电机17运行,通过调控密闭可调水嘴18的开启与关闭速度与频率的方法控制井内压降速度及幅度,向井下传递与信息反馈指令相对应的压力波动信号,指令分层找卡水、采油自动控制器24将井下开关状态、对应油层4的温度、压力等参数分别以相应的压力波动信号传递到井口,由第一压力传感器15接收,并将压力波动信号转换成电信号传递给第一控制主板16存储和信息还原,反馈给操控面板113,并由操控面板113显示出来。
[0133] 上述提及,分层找卡水、采油自动控制管柱2还包括:丝堵25,丝堵25设置在管柱的下端,用于封堵油管21,如图1所示。
[0134] 在本发明实施例的自动分层找卡水、采油系统的实际使用时,以图1中所示为例,设置三个封隔器23,三个分层找卡水、采油自动控制器24,以分隔油层Ⅰ、油层Ⅱ和油层Ⅲ。
[0135] 通过将井口采油树3设置在井口,将地面控制装置1设置在井口旁,使得井口采油树3与地面控制装置1的压力管线12连接,将分割器23、分层找卡水、采油自动控制器24通过油管21依次固定相连好后下入到已经安装好套管5的井内;
[0136] 将每个封隔器23坐封,使得油层Ⅰ、油层Ⅱ和油层Ⅲ分隔开,形成相对独立的空间,每个油层4可以通过与其相对的分层找卡水、采油自动控制器24进入到管柱内,经过生产泵22的抽吸至井口采油树3,再进入输油管线;
[0137] 地面控制装置1可控制产生指令压力波动信号码,向井下每个分层找卡水、采油自动控制器24发送生产调整指令,分别控制油层Ⅰ、油层Ⅱ和油层Ⅲ的生产与关闭;
[0138] 每个分层找卡水、采油自动控制器24可控制产生井下生产信息压力波动信号码,反馈给地面控制装置1接收、还原、存储及显示;
[0139] 当需要重新设置井下某一层分层找卡水、采油自动控制器24的开关转换参数或即时改变开关状态时,关闭井口采油树3上的生产阀,向套管5和油管21间的环空灌满液并施加一定压力,使第一压力传感器15、第二压力传感器248和第三压力传感器2419处于准备就绪状态,通过地面控制装置1控制压降速度和幅度,用降压法生成与指令相匹配的压力波动信号,以此向井下对应层的分层找卡水、采油自动控制器24发送相应指令,对应层的分层找卡水、采油自动控制器24按照指令调整开关转换参数或开关状态,并将调整后的信息同样用降压法生成相应压力波动信号反馈给地面控制装置1,由地面控制装置1接收、还原、存储及显示反馈的信息数据;
[0140] 当需要井下某一层分层找卡水、采油自动控制器24开关状态、对应油层4的温度、压力等参数时,关闭井口采油树3上的生产阀,向套管5和油管21间的环空灌满液并施加一定压力,使第一压力传感器15、第二压力传感器248和第三压力传感器2419处于准备就绪状态,通过地面控制装置1控制压降速度和幅度,用降压法生成与指令相匹配的压力波动信号,以此向井下对应层的分层找卡水、采油自动控制器24发送信息反馈指令,对应层的分层找卡水、采油自动控制器24收到指令后,同样用降压法将数据分别以相应压力波动信号的方式传递给地面控制装置1,由地面控制装置1将数据还原、存储及显示。
[0141] 以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案,并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。