[实用新型]用于注水井的自动测调与监测分注系统

说明书

技术领域

本实用新型属于石油天然气探测领域，涉及一种注水井的流量测调与监测配注系统，尤其涉及一种可长时间在注水井井下工作的用于注水井的自动测调与监测分注系统。

背景技术

目前石油天然气领域常用的配水方法主要有以下几种：

1、传统的投捞式配水方法：主要是通过钢丝等工具对井下水嘴进行投捞，它的缺点包括以下几个方面：①测调实时性差，不能及时的根据井下状况对水嘴进行调节；②调配效率低、配水精度低，不能实现井下精细的分层注水；③投捞工作量大，投捞的工具也比较复杂，随着油田开发难度的加大以及钻采工艺的进步，深井、超深井、斜井、大斜度井和水平井所占的比例越来越大，施工时投捞成功率也较低，而且易造成投捞过程中的掉卡事故。

2、边测边调配水方法：该方法将电缆下入井下调配测试仪，当坐层成功后，通过调节水嘴的开度大小，实现较好的井下分层注水效果，也实现了实时监测的功能，但其本身也有缺点：①由于每次测调只进行几个小时后即取出仪器，井下配水器水嘴处于固定状态，若地层压力或注水压力出现波动时，配水器无法实现自动调整，造成注水不准确；②只能实现短时间的流量实时监测，无法实现长期监测；③当需要调节分层流量时，必须先完成坐层才能进行调节，工序复杂，工作量比较大；④对水嘴投捞或调节时，也会面临大斜度井和水平井不易对接等问题；⑤当需要封隔器验封时，需要再次投捞专用验封仪才能实现验封。

3、无线测调配水方法：该方法每层对应一个智能配水器，其上下用封隔器封隔，配水器内部没有流量计，分层注入量通过地面打水压控制。该方法的缺点是：①通过观察地面的注水量变化进行流量控制，分注精度比较低；②通过打水压方式控制配水器状态，调配时间太长；③只能实现地面向井下单向传输，无法实时监测注水情况和井下状况。④无法避免层问干扰的问题，由于没有井下流量计，无法获知井下分层状态。

这几种配水方法中所采用的配水装置有的虽然成本低、投捞工具也较简单，但是在分层配水效率、分层配水精度、长期配水监测、以及直读双向通信等方面存在着较大的缺陷，特别是目前绝大多数井下配水器不具备独立的流量计，无法长时间实时对流量进行测调，从而确定累计注水流量。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种不需要人为控制、可实现长期监测、缩短调配时间以及降低劳动强度的用于注水井的自动测调与监测分注系统。

本实用新型的技术解决方案是：本实用新型提供了一种用于注水井的自动测调与监测分注系统，其特殊之处在于：所述系统包括井下智能配水器，所述井下智能配水器包括井下控制芯片、电机、水嘴以及实际流量数据采集单元；所述电机与实际流量数据采集单元分别接入井下控制芯片；所述电机驱动水嘴的张开和闭合。

上述实际流量数据采集单元包括流量传感器、压力传感器以及温度传感器；所述井下控制芯片包括刻度换算单元以及电机控制单元；所述流量传感器、压力传感器以及温度传感器分别接入刻度换算单元；所述电机接入电机控制单元。

上述用于注水井的自动测调与监测分注系统还包括与井下智能配水器通过井下通信短节相连的地面控制系统；所述地面控制系统包括地面控制芯片、输入单元、显示单元以及放大滤波电路；所述输入单元以及显示单元分别接入地面控制芯片；所述地面控制芯片与放大滤波电路相连；所述井下通信短节包括通信短节控制芯片、定位单元以及通信单元；所述定位单元以及通信单元分别接入通信短节控制芯片；所述放大滤波电路通过电缆与井下通信短节的通信短节控制芯片相连；所述井下通信短节通过通信单元与井下智能配水器进行通信。常用的地面控制芯片包括TMS320F2XXX系列DSP芯片、ARM系列芯片、通用工控单片机如Microchip公司的PIC系列单片机、ADI公司系列芯片、C8050F系列单片机等等都适合用作地面控制芯片；常用的通信短节控制芯片如常用到的能耐高温的TMS320F2XXX系列DSP芯片、dsPIC30F系列芯片、ADI公司的ADUC系列单片机、Microchip公司的PIC系列单片机等等。

上述通信单元包括无线通信短节唤醒装置以及无线通信短节无线通信装置；所述无线通信短节唤醒装置以及无线通信短节无线通信装置分别接入通信短节控制芯片；所述无线通信短节唤醒装置以及无线通信短节无线通信装置分别接入井下智能配水器的井下控制芯片；所述井下通信短节与井下智能配水器进行无线通信。常用到的井下控制芯片是能耐高温、具有低功耗功能的芯片，如dsPIC30F系列芯片、ADI公司的ADUC系列单片机、Microchip公司的PIC系列单片机等等。