[发明专利]一种无流量计井下流量自控方法及装置

说明书

本发明公开了一种无流量计井下流量自控方法及装置，装置包括外护筒、长效电池组、存储控制模块、电机、传动轴、水嘴丝杠、水嘴、支撑套及内套筒。无流量计井下流量自控装置的存储控制模块接收压力传感器监测数据；测定水嘴开度，并存储开度数据；建立压差节流模型，将压力、水嘴开度数据带入节流模型模拟，修正节流模型，得出分层流量；将计算值与设置流量对比，调节水嘴开度，进而调节分层流量，直至达到要求。本发明未设计流量计，而是采用水嘴节流经典理论，进行分层流量测试，简化了井下自控装置的结构，提升了工具井下长期使用的可靠性。

技术领域

本发明属于油田智能注水技术领域，具体涉及一种无流量计井下流量自控方法及装置。

背景技术

智能分层注水技术作为第四代分层注水技术，关键技术是分层流量自动测试调节以及井下动态实时监测，为了实现其预设功能，其核心部分即为井下分层流量的准确测试及自动控制结构，前期技术研究主要通过研发不同原理的小型化流量计，如孔板流量计、电磁流量计等。而作为流量测试的关键部分，小型化的流量计在井下高温高压井况条件下，流量测试难度大，且流量精度较地面降低程度大，流量计易堵塞或损坏，且流量精度较地面降低程度大，严重制约了分层流量测试功能的实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无流量计井下流量自控装置，该装置集成了长效电池组、存储控制模块、压力传感器、电机、水嘴等结构，通过测试分层流量、压力等数据，运用井下水嘴节流经验模型，进行分层流量连续测调，确保分层注水量长期达到分层配注要求，缓解油藏层间矛盾，达到均衡注水效果，大幅提升分层注水自动化、智能化水平，及时掌握分层注水井的分层测调、水井管理和动态监测数据，为大数据处理与应用奠定了基础。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种无流量计井下流量自控方法，包括如下步骤：

S01，存储控制模块上端与长效电池组、下端与电机连接，同时与内压传感器、外压传感器连接，接收压力传感器监测数据；

S02，存储控制模块通过水嘴丝杠测定水嘴开度，并将开度数据存储于模块内；

S03，存储控制模块建立压差节流模型，将接收的压力数据、水嘴开度数据，并带入节流模型进行模拟，修正节流模型，进而得出分层流量；

S04，存储控制模块将计算得出的分层流量与设置流量对比分析，若满足合格标准，则不调节水嘴，否则模块发送指令，电机带动传动轴、水嘴丝杠，调节水嘴开度，进而调节分层流量，直至达到合格标准。

进一步，所述步骤S03中，压差节流模型如下：

式中：Q为流量，m³/d；C_d为速度系数，无因次；w为水嘴面积梯度，m；x_v为可调水嘴位移量，m；ρ为水密度，kg/m³；P₁为嘴前压力，MPa；P₂为嘴后压力，MPa。

进一步，所述步骤S04)中，合格标准为流量Q与分层配注量之间的误差小于10％。

本发明进而给出了所述方法采用的无流量计井下流量自控装置，包括外护筒、依次设于外护筒内的长效电池组、存储控制模块、电机和水嘴丝杠，所述水嘴丝杠端部伸入水嘴中，水嘴上分别设有外压取压孔和出水孔；所述水嘴下方设有支撑套及内套筒；支撑套上设有入水孔；所述外压取压孔内安装压力传感器，并与存储控制模块连接。

进一步，所述长效电池组与存储控制模块插接，存储控制模块与电机丝扣连接，同时实现电连接。

进一步，所述电机连接传动轴，传动轴下端与水嘴丝杠连接，水嘴丝杠下端与水嘴固定连接。

进一步，所述外护筒下端与支撑套丝扣连接，实现内部密封。