本發(fā)明涉及石油工業(yè)的分層或分段開采生產(chǎn)管柱，特別是一種分層段開采測(cè)控生產(chǎn)管柱，用于油井的分層或分段開采生產(chǎn)中，實(shí)現(xiàn)分層或分段開采生產(chǎn)的連續(xù)監(jiān)測(cè)及控制，為實(shí)時(shí)獲取油井動(dòng)態(tài)生產(chǎn)資料、及時(shí)調(diào)整油井生產(chǎn)情況提供技術(shù)手段。

背景技術(shù)：

隨著油氣勘探開發(fā)的深入，對(duì)油井動(dòng)態(tài)生產(chǎn)資料的錄取質(zhì)量要求越來越高。目前，國(guó)內(nèi)外常規(guī)的生產(chǎn)測(cè)試有兩種技術(shù)手段。一種是采用地面直讀式電纜測(cè)試，這種測(cè)試方式，需要電纜連接頭和井下接頭進(jìn)行對(duì)接，但由于電纜濕滑連接可靠性差，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施成功率不高；另外一種是井下存儲(chǔ)式測(cè)試方式，井下設(shè)有采集單元和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，雖然可以長(zhǎng)時(shí)間的采集存儲(chǔ)，獲取比較完整的壓力、溫度、流量等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，但缺少含水率這一關(guān)鍵生產(chǎn)參數(shù)的測(cè)試。另外其調(diào)控不具有實(shí)時(shí)性，屬于被動(dòng)性測(cè)試，井下出現(xiàn)故障，地面也無法獲知。針對(duì)以上生產(chǎn)管柱中所用測(cè)試工具存在的瓶頸問題，現(xiàn)場(chǎng)需要對(duì)目前的生產(chǎn)管柱和工具進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供一種分層段開采測(cè)控生產(chǎn)管柱，用于油井井下生產(chǎn)資料的連續(xù)監(jiān)測(cè)及生產(chǎn)情況的實(shí)時(shí)控制。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下述：

智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置包括CPU集中管理系統(tǒng)和耐高溫高能電池，本體內(nèi)設(shè)有偏心安裝腔，CPU集中管理系統(tǒng)與耐高溫高能電池連接、安裝在偏心安裝腔與內(nèi)中心管之間的環(huán)腔內(nèi)；偏心安裝腔的一端設(shè)有電纜接入通道、另一端通過密封套與內(nèi)中心管連接，本體的兩端分別連接上接頭和下接頭。

一種井下測(cè)調(diào)裝置包括數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)系統(tǒng)，本裝置還設(shè)有流量調(diào)控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)系統(tǒng)與流量調(diào)控系統(tǒng)通過連接件連接并安裝在由中心管與外缸套形成的環(huán)腔內(nèi)，外缸套的管體上設(shè)有電纜穿入孔、管體兩端分別與測(cè)調(diào)上接頭和測(cè)調(diào)下接頭連接。

雙向無線調(diào)控裝置包括電纜控制器和無線射頻識(shí)別通訊模塊，電纜控制器的殼體與無線射頻識(shí)別通訊模塊的殼體之間設(shè)有連接管，電纜控制器與控制電纜連接。

安裝了智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置、一種井下測(cè)調(diào)裝置和雙向無線調(diào)控裝置的一種分層段開采測(cè)控生產(chǎn)管柱包括丟手工具、封隔器和扶正器。本生產(chǎn)管柱通過丟手工具丟手在井下，在封隔器和扶正器的下方通過油管串連接井下測(cè)調(diào)裝置，在丟手工具與封隔器之間通過油管串連接智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置，本生產(chǎn)管柱中所有井下測(cè)調(diào)裝置均通過連接電纜并聯(lián)并將連接電纜通過電纜保護(hù)器固定在井下測(cè)調(diào)裝置、扶正器和封隔器的外部，連接電纜的上端與智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置連接；雙向無線調(diào)控裝置的無線射頻識(shí)別通訊模塊的殼體插入智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置的偏心安裝腔的內(nèi)中心管中，控制電纜與地面控制設(shè)備連接。

本發(fā)明具有以下顯著的效果：

本發(fā)明通過無線通訊和有纜載波組合的方式實(shí)現(xiàn)井下數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳輸，并根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)井下生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制，通過對(duì)井下實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)控制，達(dá)到油井分層或分段開采效益最大化。其具體效果體現(xiàn)在：

1) 本發(fā)明中的智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置、井下測(cè)調(diào)裝置和雙向無線調(diào)控裝置均連接在生產(chǎn)管柱中、預(yù)置在井內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)井下數(shù)據(jù)連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，生產(chǎn)情況的及時(shí)可控，滿足連續(xù)、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的穩(wěn)油控水調(diào)控要求。

2）本發(fā)明中的智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置、井下測(cè)調(diào)裝置和雙向無線調(diào)控裝置的傳輸方式采用無線通訊和有纜載波組合式傳輸，雙向無線調(diào)控裝置和智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置采用雙向無線通訊，不需要在井下進(jìn)行電纜對(duì)接，保證了通訊傳輸?shù)某晒β?，而且使其下井作業(yè)施工更加簡(jiǎn)單可靠。

3）本發(fā)明采用了耐高溫大容量的耐高溫高能電池供電，確保生產(chǎn)管柱在井下可長(zhǎng)時(shí)間工作，提高了生產(chǎn)效率。

4）智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置的本體采用了偏心結(jié)構(gòu)、留有液流通道，無需進(jìn)行起泵作業(yè)，可滿足實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)需求，節(jié)省大量的作業(yè)費(fèi)用和時(shí)間，降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)也有利于環(huán)境保護(hù)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

附圖說明

圖1是安置智能控制裝置的可實(shí)時(shí)測(cè)控的水平井均衡分層段開采生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是安置智能控制裝置的可實(shí)時(shí)測(cè)控的直井均衡分層段開采生產(chǎn)管柱結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是圖3中CPU集中管理系統(tǒng)示意圖。

圖5是一種井下測(cè)調(diào)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是圖5中數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)系統(tǒng)示意圖。

圖7是圖5中流量調(diào)控系統(tǒng)示意圖。

圖8是雙向無線調(diào)控裝置示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖詳述本發(fā)明，并非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡使用本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路得出的改進(jìn)均屬于本發(fā)明的保護(hù)范疇。以下結(jié)合附圖和實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳述。

參見圖1、圖2、圖3和圖4，智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置包括CPU集中管理系統(tǒng)3-5和耐高溫高能電池3-6，本體3-4內(nèi)設(shè)有偏心安裝腔3-3，CPU集中管理系統(tǒng)3-5與耐高溫高能電池3-6連接、安裝在偏心安裝腔3-3與內(nèi)中心管之間的環(huán)腔內(nèi)；偏心安裝腔3-3的一端設(shè)有電纜接入通道3-7、另一端通過密封套3-2與內(nèi)中心管連接，本體3-4的兩端分別連接上接頭3-1和下接頭3-8。CPU集中管理系統(tǒng)3-5包括雙向無線傳輸單元3-5-1、指令雙向處理單元3-5-2、智能轉(zhuǎn)換調(diào)控單元3-5-3和測(cè)控電路板3-5-4，指令雙向處理單元3-5-2通過本系統(tǒng)線路的數(shù)據(jù)線和控制線分別與雙向無線傳輸單元3-5-1、智能轉(zhuǎn)換調(diào)控單元3-5-3和測(cè)控電路板3-5-4連接。CPU集中管理系統(tǒng)3-5與耐高溫高能電池3-6通過連接電路板連接，耐高溫高能電池3-6安裝在設(shè)有電纜接入通道3-7的偏心安裝腔3-3一端。偏心安裝腔3-3設(shè)在本體3-4內(nèi)腔的一側(cè)、與本體3-4以及上接頭3-1和下接頭3-8之間留有液流通道，密封套3-2的內(nèi)壁和外壁均裝有密封件，對(duì)偏心安裝腔3-3和內(nèi)中心管進(jìn)行密封。

參見圖1、圖2、圖5、圖6和圖7，一種井下測(cè)調(diào)裝置包括數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)系統(tǒng)7-3，本裝置還設(shè)有流量調(diào)控系統(tǒng)7-5，數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)系統(tǒng)7-3和流量調(diào)控系統(tǒng)7-5，數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)系統(tǒng)7-3與流量調(diào)控系統(tǒng)7-5通過連接件連接并安裝在由中心管7-4與外缸套7-2形成的環(huán)腔內(nèi)，外缸套7-2的管體上設(shè)有電纜穿入孔7-6、管體兩端分別與測(cè)調(diào)上接頭7-1和測(cè)調(diào)下接頭7-8連接。中心管7-4一端外圓設(shè)有隔臺(tái)、另一端外圓與連接套7-7螺紋連接，連接套7-7與中心管7-4連接后的外徑與隔臺(tái)的外徑相符，在隔臺(tái)的外壁和連接套7-7的內(nèi)壁均設(shè)有密封件，保證中心管7-4與外缸套7-2之間環(huán)腔的密封。數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)系統(tǒng)7-3包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元7-3-1、壓力計(jì)7-3-2、溫度計(jì)7-3-3、流量計(jì)7-3-4和含水測(cè)試儀7-3-5，溫度計(jì)7-3-3安裝在中心管7-4的一側(cè)、通過數(shù)據(jù)采集板與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元7-3-1連接，壓力計(jì)7-3-2、溫度計(jì)7-3-3、流量計(jì)7-3-4以及含水測(cè)試儀7-3-5通過數(shù)據(jù)采集線路串聯(lián)后與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元7-3-1連接。流量調(diào)控系統(tǒng)7-5安裝在設(shè)有電纜穿入孔7-6的外缸套7-2內(nèi)，流量調(diào)控系統(tǒng)7-5包括指令執(zhí)行單元7-5-1、流量調(diào)節(jié)單元7-5-2、控制電路單元7-5-3和電機(jī)7-5-4，電機(jī)7-5-4通過傳動(dòng)總成與流量調(diào)節(jié)單元7-5-2中的閥片連接，電機(jī)7-5-4通過控制電路單元7-5-3的連接電路與連接電纜8連接；電纜穿入孔7-6的外端設(shè)有電纜密封頭，保證連接電纜8與外缸套7-2之間的密封。

參見圖1、圖2和圖8，雙向無線調(diào)控裝置包括電纜控制器12-1和無線射頻識(shí)別通訊模塊12-2，電纜控制器12-1的殼體與無線射頻識(shí)別通訊模塊12-2的殼體之間設(shè)有連接管，電纜控制器12-1與控制電纜11連接。無線射頻識(shí)別通訊模塊12-2殼體的外徑小于智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置3的偏心安裝腔3-3中內(nèi)中心管的內(nèi)徑。

參見圖1和圖2，安裝了智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置、一種井下測(cè)調(diào)裝置和雙向無線調(diào)控裝置的一種分層段開采測(cè)控生產(chǎn)管柱包括丟手工具2、封隔器5和扶正器6，本生產(chǎn)管柱通過丟手工具2丟手在井下。在封隔器5和扶正器6的下方通過油管串4連接井下測(cè)調(diào)裝置7，在丟手工具2與封隔器5之間通過油管串4連接智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置3。本生產(chǎn)管柱中所有井下測(cè)調(diào)裝置7均通過連接電纜8并聯(lián)，并將連接電纜8通過電纜保護(hù)器固定在井下測(cè)調(diào)裝置7、扶正器6和封隔器5的外部，連接電纜8的上端與智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置3連接；雙向無線調(diào)控裝置12的無線射頻識(shí)別通訊模塊12-2的殼體插入智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置3的偏心安裝腔3-3的內(nèi)中心管中，控制電纜11與地面控制設(shè)備連接。連接電纜8與各個(gè)井下測(cè)調(diào)裝置7的控制電路單元7-5-3并聯(lián)；連接電纜8的上端與智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置3的耐高溫高能電池3-6連接；在智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置3的電纜通道7-6和各級(jí)井下測(cè)調(diào)裝置7的電纜穿入孔7-6與連接電纜8的連接處分別均有電纜密封頭，并將連接電纜8接入電纜密封頭內(nèi)。本生產(chǎn)管柱的底部連接絲堵9或?qū)蝾^，封隔器5是平衡式封隔器；在本生產(chǎn)管柱的上方下入采油泵1。

本發(fā)明的工作步驟及工作原理：

1、本生產(chǎn)管柱根據(jù)分層或分段開采的需求，確定生產(chǎn)需要的封隔器5、扶正器6及井下測(cè)調(diào)裝置7的數(shù)目和位置，并連接成本生產(chǎn)管柱。在地面將封裝好的連接電纜8用電纜保護(hù)器固定在油管串4上的封隔器5、扶正器6、井下測(cè)調(diào)裝置7和智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置3外部。在智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置3的電纜接入通道3-7和各級(jí)井下測(cè)調(diào)裝置7的電纜穿入孔7-6與連接電纜8的連接處分別均有電纜密封頭，并將連接電纜8接入電纜密封頭內(nèi)。

2、起出帶有采油泵1的原采油管柱，用油管串4在套管10內(nèi)下入裝有連接電纜8的本生產(chǎn)管柱，生產(chǎn)管柱自上而下依次為丟手工具2、智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置3、油管串4、封隔器5、扶正器6和井下測(cè)調(diào)裝置7，按開采層或開采段的數(shù)量，還可以連接多組封隔器5、扶正器6和井下測(cè)調(diào)裝置7，絲堵9或?qū)蝾^連接在本生產(chǎn)管柱的底部。按照分層或分段開采設(shè)計(jì)要求下到指定位置，此時(shí)在地面打壓坐封多級(jí)封隔器5，完成均衡分層或分段開采的開采段或開采層的封隔，同時(shí)，多個(gè)扶正器6對(duì)本生產(chǎn)管柱起到居中的作用，保證裝有連接電纜8的本管柱順利下入，防止連接電纜8下井時(shí)、尤其是下入水平井時(shí)，因?yàn)閭?cè)磨對(duì)連接電纜8造成損壞。封隔器5坐封驗(yàn)封后，在地面進(jìn)行投球打壓，完成丟手工具2的丟手作業(yè)，起出丟手工具2上部的油管串4，將丟手工具2以下的生產(chǎn)管柱留在井內(nèi)。

3、下入本生產(chǎn)管柱之后，在具有特殊結(jié)構(gòu)的井口偏心裝置一側(cè)用纜車下入控制電纜11和雙向無線調(diào)控裝置12，將雙向無線調(diào)控裝置12下至智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置3內(nèi)部。通過地面控制設(shè)備的控制軟件監(jiān)測(cè)對(duì)接信號(hào)，纜車微調(diào)控制電纜11，實(shí)現(xiàn)雙向無線調(diào)控裝置12與智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置3的無線射頻準(zhǔn)確對(duì)接。本生產(chǎn)管柱下入后就留在井內(nèi)，直至智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置3需要更換耐高溫高能電池3-6時(shí)起出。

4、最后下入帶有采油泵1的原采油管柱進(jìn)行生產(chǎn)，此時(shí)，本生產(chǎn)管柱的智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置3通過連接電纜8對(duì)各個(gè)井下測(cè)調(diào)裝置7進(jìn)行直流供電。井下測(cè)調(diào)裝置7的各系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行工作。另外，雙向無線調(diào)控裝置12和智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置3則保持無線射頻對(duì)接通訊。

5、智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置3的耐高溫高能電池3-6通過連接電纜8對(duì)CPU集中管理系統(tǒng)3-5、數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)系統(tǒng)7-3及流量調(diào)控系統(tǒng)7-5進(jìn)行直流供電，保證各系統(tǒng)正常工作。井下測(cè)調(diào)裝置7通過數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)系統(tǒng)7-3中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元7-3-1、壓力計(jì)7-3-2、溫度計(jì)7-3-3、流量計(jì)7-3-4及含水率測(cè)試儀7-3-5完成井下壓力、溫度、流量、含水率等生產(chǎn)參數(shù)的采集、存儲(chǔ)，并通過連接電纜8將所采集存儲(chǔ)的井下生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳送至智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置3中的CPU集中管理系統(tǒng)3-5。CPU集中管理系統(tǒng)3-5通過指令雙向處理單元3-5-2對(duì)井下采集存儲(chǔ)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并通過雙向無線傳輸單元3-5-1和雙向無線調(diào)控裝置12中的無線射頻識(shí)別通訊模塊12-2進(jìn)行無線對(duì)接通訊，將井下數(shù)據(jù)經(jīng)過控制電纜11傳送至地面控制設(shè)備，地面控制設(shè)備的主機(jī)接收分析井下數(shù)據(jù)，對(duì)井下生產(chǎn)情況進(jìn)行比較直觀的預(yù)判。如需對(duì)井下生產(chǎn)層位進(jìn)行調(diào)整，地面主機(jī)發(fā)出調(diào)控指令，通過控制電纜11傳輸至雙向無線調(diào)控裝置12、裝置中的無線射頻識(shí)別通訊模塊12-2與智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置3的雙向無線傳輸單元3-5-1進(jìn)行無線對(duì)接傳輸。通過智能實(shí)時(shí)調(diào)控裝置3的指令雙向處理單元3-5-2將指令發(fā)送給智能轉(zhuǎn)換調(diào)控單元3-5-3，通過連接電纜8下達(dá)至相應(yīng)層位的井下測(cè)調(diào)裝置7。該層位的井下測(cè)調(diào)裝置7將指令發(fā)送給流量調(diào)控系統(tǒng)7-5中的指令執(zhí)行單元7-5-1，指令執(zhí)行單元7-5-1通過電機(jī)7-5-4的運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)整流量調(diào)節(jié)單元7-5-2的閥片開度，對(duì)該層位的產(chǎn)液進(jìn)行均衡調(diào)控，完成實(shí)時(shí)調(diào)整的功能。由于本生產(chǎn)管柱一直留在井內(nèi)，因此，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和干預(yù)調(diào)整，真正實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)調(diào)控。

6、本生產(chǎn)管柱中各裝置中的密封連接處均安裝有密封件，保證其連接牢固且密封可靠，并對(duì)各裝置采取防結(jié)垢、防腐蝕等保護(hù)措施。

上面敘述的實(shí)施例僅僅為典型實(shí)施例，但本發(fā)明不僅限于這些實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不偏離本發(fā)明的精神和啟示下做出修改。本文所公開的方案可能存在很多變更、組合和修改，且都在本發(fā)明的范圍內(nèi)，因此，保護(hù)范圍不僅限于上文的說明。