智能化產(chǎn)出井堵水增產(chǎn)系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到油田找堵水技術(shù)，尤其涉及到一種智能化產(chǎn)出井的堵水增產(chǎn)系統(tǒng)以及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]“向油層中注水，以水驅(qū)油”，是我國油田采油工程中普遍采用的驅(qū)油工藝，隨著油田開發(fā)年限的增加，儲層含水逐年上升，層間干擾矛盾也越來越突出。為達(dá)到控水穩(wěn)油的目的，必須實(shí)施找堵水措施。
[0003]所謂的“找堵水”就是通過控制安裝在油井套管內(nèi)與各油層位置對應(yīng)的各堵水開關(guān)器(堵水增產(chǎn)裝置)中閥的開啟和閉合來控制各油層的出液，達(dá)到有選擇性的開采某一個或某幾個油層的目的。傳統(tǒng)的機(jī)械堵水工藝實(shí)施時，找水、堵水工藝需分開進(jìn)行，找堵水施工后若需調(diào)整需再次作業(yè)，因此存在作業(yè)次數(shù)多，施工量大、效率低、作業(yè)成本高的問題。
[0004]為解決這個問題，技術(shù)人員研發(fā)了電控找堵水工藝技術(shù)，例如“李光前《電控機(jī)械找堵水工藝技術(shù)研宄》”和申請?zhí)枮椤?00820219556.X”中公開的《一種可控分層注水、采油、堵水多功能裝置》，基本原理是:用電纜將控制裝置下入井中與井下的堵水開關(guān)器(堵水增產(chǎn)裝置)對接，在地面通過電纜向堵水開關(guān)器發(fā)出控制指令，控制堵水開關(guān)器(堵水增產(chǎn)裝置)中的閥的開關(guān)。每調(diào)整一次，便需要下入一次控制裝置。
[0005]現(xiàn)有的電控找堵水技術(shù)通常存在如下缺點(diǎn):
[0006]1.控制裝置與安裝在井下的堵水開關(guān)器(堵水增產(chǎn)裝置)的對接成功率較低，且對接處的零件經(jīng)過幾次使用后便容易損壞，可靠性差較差；
[0007]2、調(diào)整時，便需要停產(chǎn)進(jìn)行施工，影響生產(chǎn)；
[0008]3、每調(diào)整一次，需要下入一次控制裝置，調(diào)整時，需要打開井口，因此需要吊車、壓井泵車、水車等設(shè)備及相關(guān)設(shè)備操作人員，下入控制裝置時需要動用電纜絞車及相關(guān)設(shè)備操作人員，人力物力成本較高，作業(yè)時間也比較長。
[0009]4、不能測量井下壓力和溫度狀態(tài)，如需測量需要通過電纜下入其它測量儀器，并且這種測量方式同樣耗費(fèi)較多的人力物力，且不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時測量。
[0010]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的上述多種缺陷，本發(fā)明人設(shè)計(jì)了本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]為了解決上述技術(shù)問題中的一項(xiàng)或多項(xiàng)，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案:
[0012]一種智能化產(chǎn)出井增產(chǎn)系統(tǒng)，包括位于井上的便攜式計(jì)算機(jī)，井上的工控機(jī)，位于井下的多個堵水開關(guān)器以及連接工控機(jī)和堵水開關(guān)器的單芯電纜，堵水開關(guān)器包括封隔器部分和電控堵水機(jī)構(gòu)，封隔器部分用于封堵油管環(huán)空并將堵水開關(guān)器的殼體置于油管中央，堵水開關(guān)器的電控堵水機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在殼體內(nèi)的電機(jī)、閥芯、閥座、壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器以及控制電機(jī)動作和壓力流量溫度信號采集傳輸?shù)目刂齐娐钒?，閥芯能夠在一定范圍內(nèi)移動，移動到第一位置時，閥芯與閥座中心的孔相配合以關(guān)閉過液孔，閥芯離開第一位置時，閥座中心的孔打開以打開過液孔，上述殼體包括密封塞組件、電路板護(hù)罩、電機(jī)護(hù)罩；
[0013]上述控制電路板包括微控制器，A/D轉(zhuǎn)換器，電機(jī)控制器，霍爾傳感器，其中，壓力傳感器、流量傳感器、溫度傳感器與A/D轉(zhuǎn)換器通訊，將感測結(jié)果發(fā)送至A/D轉(zhuǎn)換器，經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器感測結(jié)果信號發(fā)送至微控制器，微控制器對該信號進(jìn)行進(jìn)一步處理之后通過單芯電纜傳輸至便攜計(jì)算機(jī)；
[0014]上述工控機(jī)包括微處理器，一人機(jī)接口模塊和一通信接口模塊，本地電源，人機(jī)接口模塊和通信接口模塊分別與微處理器相互通信，本地電源與微處理器連接以為微處理器提供電源，上述工控機(jī)還包括與微處理器連接的一信號驅(qū)動模塊、一高壓電源模塊以及一接收信號預(yù)處理模塊。
[0015]一種智能化產(chǎn)出井的控制方法，包括:
[0016]步驟1、讀取預(yù)設(shè)參數(shù)并校驗(yàn)；
[0017]步驟2、通過設(shè)置在井下的傳感器采集井下參數(shù)；
[0018]步驟3、等待指令，若收到指令，則執(zhí)行下一步，若未收到指令，則返回步驟2 ;
[0019]步驟4、校驗(yàn)指令，若校驗(yàn)成功則執(zhí)行下一步，若校驗(yàn)不成功，則返回步驟2 ;
[0020]步驟5，執(zhí)行指令；
[0021]步驟6，向便攜式計(jì)算機(jī)返回指令處理狀態(tài)；
[0022]重復(fù)執(zhí)行步驟2至步驟6。
[0023]通過上述技術(shù)方案，控制裝置與堵水開關(guān)器(堵水增產(chǎn)裝置)結(jié)合在一起，在安裝堵水開關(guān)器(堵水增產(chǎn)裝置)時，同時下入聯(lián)通堵水開關(guān)器(堵水增產(chǎn)裝置)內(nèi)控制電路與地面工控機(jī)之間的單芯電纜。完井后，通過便攜式計(jì)算機(jī)和工控機(jī)來控制堵水開關(guān)器(堵水增產(chǎn)裝置)中的電機(jī)動作，以實(shí)現(xiàn)對閥開關(guān)的控制，井下控制電路板采用專用電源電路，耐高溫性能佳，而且，本發(fā)明的便攜式計(jì)算機(jī)和工控機(jī)可對油井閥門進(jìn)行控制，并實(shí)時檢測電機(jī)是否過載，本發(fā)明至少可解決如下技術(shù)問題中的一項(xiàng)或多項(xiàng):
[0024]1、安裝完成后，技術(shù)人員使用計(jì)算機(jī)和工控機(jī)，在地面調(diào)整井下任意層位的閥開關(guān)，動作可靠，成功率尚;
[0025]2、生產(chǎn)過程中即可調(diào)整，不影響生產(chǎn)；
[0026]3、調(diào)整時只需要將工控機(jī)連接在固定在井口上的單芯電纜出線頭，便可以進(jìn)行開關(guān)調(diào)整，全程只需一個人便可完成，無需動用其它設(shè)備和人員，可大大降低生產(chǎn)成本。
[0027]4、調(diào)整迅速，每層的調(diào)整時間只需幾分鐘，一個工作人員，每天可以同時調(diào)整幾十口井，節(jié)約人員和提高工作效率方面的效益十分可觀；
[0028]5、通過設(shè)置在堵水開關(guān)器(堵水增產(chǎn)裝置)殼體內(nèi)的壓力傳感器和設(shè)置在電路板上的溫度感應(yīng)原件(溫度傳感器)，可以隨時通過便攜式計(jì)算機(jī)和工控機(jī)采集井下的壓力和溫度數(shù)據(jù)；
[0029]6、實(shí)時檢測電機(jī)過載情況，電源電路性能穩(wěn)定，采用的電纜接線密封結(jié)構(gòu)密封效果佳，能確保系統(tǒng)長期可靠運(yùn)行。
[0030]本發(fā)明將封隔器與堵水開關(guān)器結(jié)合成一體，簡化了井場安裝程序，更便于井場起吊操作。此外，本發(fā)明采用的穩(wěn)壓電源電路性能穩(wěn)定，耐高溫，可靠性高，利于對找堵水操作實(shí)施控制。
【附圖說明】
[0031]圖1是示出本發(fā)明實(shí)施例的智能化產(chǎn)出井增產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖2是示出本發(fā)明堵水開關(guān)器結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0033]圖3是示出本發(fā)明堵水開關(guān)器總體結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0034]圖4是示出本發(fā)明實(shí)施例的控制電路板的示意圖。
[0035]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的穩(wěn)壓電源電路的示意圖。
[0036]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的井下組件的操作流程圖。
[0037]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的工控機(jī)原理示意圖。
[0038]圖8是示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的油井閥門控制流程圖。
[0039]圖9是本發(fā)明的電路板護(hù)罩采用的電纜接線密封結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下文將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)注意，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受此處的【具體實(shí)施方式】的限制，而是由權(quán)利要求及其等價(jià)物具體限定。
[0041]下文將參考說明書附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行具體描述。
[0042]圖1是示出本發(fā)明實(shí)施例的智能化產(chǎn)出井增產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]圖1中，本發(fā)明的智能化產(chǎn)出井增產(chǎn)系統(tǒng)包括位于井上的便攜式計(jì)算機(jī)1，井上的工控機(jī)2，該便攜式計(jì)算機(jī)I與工控機(jī)2之間優(yōu)選通過USB連接；位于井下的多個找堵水開關(guān)器3以及連接工控機(jī)和找堵水開關(guān)器的單芯電纜4。便攜式計(jì)算機(jī)I用于接收、顯示、存儲數(shù)據(jù)，并可執(zhí)行數(shù)據(jù)運(yùn)算以及相關(guān)控制，工控機(jī)2用于為井下各模塊供電以及通信，找堵水開關(guān)器3用于對油層與水層進(jìn)行開關(guān)。
[0044]圖2是示出本發(fā)明堵水增產(chǎn)裝置結(jié)構(gòu)的示意圖，參考圖2具體描述本發(fā)明找堵水開關(guān)器3的結(jié)構(gòu)。找堵水開關(guān)器3主要包括封隔器組件31和電控堵水機(jī)構(gòu)，其中封隔器組件用于封堵油管環(huán)空并將找堵水開關(guān)器的殼體置于油管中央。找堵水開關(guān)器3的電控堵水機(jī)構(gòu)優(yōu)選可包括設(shè)置在找堵水開關(guān)器3的殼體內(nèi)的電機(jī)32、螺紋套33、閥桿(未標(biāo)示)、閥頭(未標(biāo)示)、閥座34、壓力傳感器(未示出)、流量傳感器