CN106812498A - 一种智能完井井下流量阀液压控制*** - Google Patents
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Abstract
一种智能完井井下流量阀液压控制***，由液压油源、动力装置和溢流阀组所组成。可向井下提供2个标准额定压力，门槛压力、高压，并能够防止无效信号对井下工况的干扰。该控制***可实现2～6个生产层的控制，能够满足目前油田生产的需要。同时有利于智能完井配套工具(例如穿越封隔器的设计)的标准化。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能完井井下流量阀液压控制***，适用于机械领域。
背景技术
智能完井***通过对井下生产层流体参数的监测(压力、温度、流量等)和控制，以远程控制的方式实时对油层进行监控，满足油井生产要求。智能完井***分为井下状态监测***和井下流量远程控制***2个部分。井下状态监测***主要利用安装于井下的传感器和仪表，通过通讯***传输到地面，监测井下流体动态参数；井下流量远程控制***主要借助液压或电力***实现对井下流量控制阀的开关调整，以实现对生产状态的控制。井下流量远程控制***是智能完井与常规完井最大的不同，它能够实现生产层井下工具的远程调控，无需通过钢丝作业即可实现油井动态的调整，从而最大程度的保障了油井的正常生产。
发明内容
本发明提出了一种智能完井井下流量阀液压控制***，该控制***可实现2～6个生产层的控制，能够满足目前油田生产的需要。同时有利于智能完井配套工具(例如穿越封隔器的设计)的标准化。
本发明所采用的技术方案是：所述井口液压动力及信号发生***同时提供液压动力和液压信号。信号由无效信号和有效信号组成。***设置一个门槛压力，低于这个门槛压力，***认定为无效信号，或者为杂散信号，对井下***不起作用。有效信号指***压力达到一定值时，井下***将这个压力认定为有效信号。有效信号根据压力大小分别表示门槛压力信号、高压信号。这样***可识别0压力信号、门槛压力信号、高压信号3个压力信号。
所述液压动力及信号发生***在地面提供井下执行原件的动力，同时提供井下位置控制的液压信号。***由液压油源、动力装置和溢流阀组所组成。该***可向井下提供2个标准额定压力，门槛压力、高压，并能够防止无效信号对井下工况的干扰。
所述液压信号由无效信号和有效信号组成。***压为零认定为无效信号，对井下***不起作用。有效信号指***压力达到一定值时(与井下液压解码器设计的压力有关)，井下***将这个压力认定为有效液压信号。液压信号指令设计如表所示，以目的层1的控制指令为例，利用控制线1和2对目的层1施加液压指令，控制线3为回流管线，先对控制线1施加有效液压信号，保持此压力信号，然后再对控制线2施加有效液压信号，实现目的层1的选择控制指令。
所述井下液压解码器包括液压控制管线、液压解码器、压力指令。液压控制管线主要传递液压动力和压力指令，液压解码器采用2个液控的二位二通阀组成，它可以识别不同的压力指令序列，根据不同的指令将动力液引向目的层位，压力指令根据液压解码器的设计，预设压力信号，不同的压力信号序列对应不同层位的操作。每一层只采用2条液压管线参与解码，每个层位由2条液压管线进行控制。由不同的控制管线组合12(1和2液压控制线路)、23、13可以把6个生产层分为3个层组：第1层和第z层、第3层和第4层、第5层和第6层，每个层组由相同的2条线路进行控制。例如，第1、2目的层均由线路组合12进行控制，第3、4目的层均由线路组合23进行控制，第5、6目的层均由线路组合13进行控制。要区分其中的2个目的层，只需施加不同的压力序列信号即可。6个目的层位采用的液压控制线和压力指令施加的序列如图2所示。如果要对第1目的层进行控制，可以先对管线1施加数字压力信号，然后再对管线2施加数字压力信号；反之，如果要对第2目的层进行控制，可以先对管线2施加数字压力信号，然后再对管线1施加数字压力信号；其他的层位不会动作。
通过向不同的液压管线发送不同的压力序列，由井下液压层位选择解码器识别来自不同管线的压力序列指令，按照预先设置的层位对应的指令，将动力液引向需要进行操作的控制阀腔内，实现目标层位的选择和控制。
本发明的有益效果是：控制***可实现2～6个生产层的控制，能够满足目前油田生产的需要。同时有利于智能完井配套工具(例如穿越封隔器的设计)的标准化。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的井口液压信号发生***原理。
图2是本发明的层位控制原理。
图3是本发明的智能井井下解码层位选择原理图。
图4是本发明的智能井井下第1目的层解码原理图。
图5是本发明的智能井井下第2目的层解码原理图。
图中：1.油箱滤油器；2.油箱温度传感器；3.油箱液位传感器；4、6、8.变频电机；5、7、9.液压泵；10、20、27.管路压力表；11、21、28.管路压力传感器；12、13、14.单向阀；15、22、29.二位二通电磁换向阀；16、23、30.先导式溢流阀；17、24、31.二位四通电磁换向阀；18、25、32.溢流阀；19、26、33.溢流阀；34、35、36.管线滤油器；37，38、39.管线截止阀；40.液压控制线路1；41.液压控制线路2；42.液压控制线路3；43、46.常开式液控二位二通阀；44、47常闭式液控二位二通阀；45、48.液压输出线路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1，井口液压动力及信号发生***同时提供液压动力和液压信号。信号由无效信号和有效信号组成。***设置一个门槛压力。低于这个门槛压力，***认定为无效信号，或者为杂散信号，对井下***不起作用。有效信号指***压力达到一定值时，井下***将这个压力认定为有效信号。有效信号根据压力大小分别表示门槛压力信号、高压信号。这样***可识别0压力信号、门槛压力信号、高压信号3个压力信号。
液压动力及信号发生***在地面提供井下执行原件的动力，同时提供井下位置控制的液压信号。***由液压油源、动力装置和溢流阀组所组成。该***可向井下提供2个标准额定压力：门槛压力、高压，并能够防止无效信号对井下工况的干扰。
如图2，液压信号由无效信号和有效信号组成。***压为零认定为无效信号，对井下***不起作用。有效信号指***压力达到一定值时(与井下液压解码器设计的压力有关)，井下***将这个压力认定为有效液压信号。液压信号指令设计如表所示，以目的层1的控制指令为例，利用控制线1和2对目的层1施加液压指令，控制线3为回流管线，先对控制线1施加有效液压信号，保持此压力信号，然后再对控制线2施加有效液压信号，实现目的层1的选择控制指令。
如图3，井下液压解码器包括液压控制管线、液压解码器、压力指令。液压控制管线主要传递液压动力和压力指令，液压解码器采用2个液控的二位二通阀组成，它可以识别不同的压力指令序列，根据不同的指令将动力液引向目的层位，压力指令根据液压解码器的设计，预设压力信号，不同的压力信号序列对应不同层位的操作。
如图4、图5，每一层只采用2条液压管线参与解码，每个层位由2条液压管线进行控制。由不同的控制管线组合12(1和2液压控制线路)、23、13可以把6个生产层分为3个层组：第1层和第z层、第3层和第4层、第5层和第6层，每个层组由相同的2条线路进行控制。例如，第1、2目的层均由线路组合12进行控制，第3、4目的层均由线路组合23进行控制，第5、6目的层均由线路组合13进行控制。要区分其中的2个目的层，只需施加不同的压力序列信号即可。6个目的层位采用的液压控制线和压力指令施加的序列如图2所示。如果要对第1目的层进行控制，可以先对管线1施加数字压力信号，然后再对管线2施加数字压力信号；反之，如果要对第2目的层进行控制，可以先对管线2施加数字压力信号，然后再对管线1施加数字压力信号；其他的层位不会动作。
通过向不同的液压管线发送不同的压力序列，由井下液压层位选择解码器识别来自不同管线的压力序列指令，按照预先设置的层位对应的指令，将动力液引向需要进行操作的控制阀腔内，实现目标层位的选择和控制。
以3条管线其中的线组12(1和2液压控制线路)为例，液压管线1和2实现对第1目的层和第2目的层的选择控制过程如下：如果对第l目的层进行流量操作时，利用地面液压动力***首先在液压控制线路1上施加高压信号，高压信号通过常开式二位二通阀4#流向常闭式二位二通阀5#的控制腔，使二位二通阀5#导通，此时再向液压控制管线2#上施加高压信号，液压控制信号通过常开式二位二通阀4#右端控制油腔，断开常开式二位二通阀4#，由于液压控制管线1上继续施加高压，常开式二位二通阀4#无法泄压，常开式二位二通阀4和常闭式二位二通阀5#间的控制管线间液压油均不会回流，常闭式二位二通阀5保持开启状态，液压控制管线2中的高压油通过常开式二位二通阀5#流向解码控制管线6#，实现本层的解码和操控。完成解码后，液压控制管线l、2的液压油压力归零，常开式二位二通阀4控制腔压力为0，常开式二位二通阀4#复位，常开式二位二通阀4#处于开启状态，常闭式二位二通阀5#控制腔的液压油通过常开式二位二通阀4#流回液压控制管线l，常闭式二位二通阀5#关闭，同时关闭目的层。如果对第2目的层进行流量操作时，利用地面液压动力***首先在液压控制线路2上施加高压信号。高压信号通过常开式二位二通阀7#流向常闭式二位二通阀8#的控制腔，使二位二通阀8#导通，此时再向液压控制管线1上施加高压信号，液压控制信号通过常开式二位二通阀7#右端控制油腔，断开常开式二位二通阀7，由于液压控制管线2上继续施加高压，常开式二位二通阀7#无法泄压，常开式二位二通阀7#和常闭式二位二通阀8#间的控制管线间液压油均不会回流，常闭式二位二通阀8#保持开启状态，液压控制管线1中的高压油通过常开式二位二通阀8#流向解码控制管线9#，完成本层的解码和操控。完成解码后，液压控制管线l、2的液压油压力归零，常开式二位二通阀7#控制腔压力为0，常开式二位二通阀7复位，常开式二位二通阀7#处于开启状态，常闭式二位二通阀8#控制腔的液压油通过常开式二位二通阀7#流回液压控制管线1，常闭式二位二通阀8#关闭，同时关闭目的层。其他线组23和线组13对第3、4目的层和第5、6目的层的解码和操控过程与上述线组12对第1、2目的层的控制机理相同。
Claims (7)
1.一种智能完井井下流量阀液压控制***，其特征是：所述井口液压动力及信号发生***同时提供液压动力和液压信号，信号由无效信号和有效信号组成。
2.根据权利要求1所述的一种智能完井井下流量阀液压控制***，其特征是：所述控制***设置一个门槛压力，低于这个门槛压力，***认定为无效信号，或者为杂散信号，对井下***不起作用，有效信号指***压力达到一定值时，井下***将这个压力认定为有效信号。
3.根据权利要求1所述的一种智能完井井下流量阀液压控制***，其特征是：所述液压动力及信号发生***在地面提供井下执行原件的动力，同时提供井下位置控制的液压信号。
4.根据权利要求1所述的一种智能完井井下流量阀液压控制***，其特征是：所述控制***由液压油源、动力装置和溢流阀组所组成，该***可向井下提供2个标准额定压力，门槛压力、高压，并能够防止无效信号对井下工况的干扰。
5.根据权利要求1所述的一种智能完井井下流量阀液压控制***，其特征是：所述液压信号由无效信号和有效信号组成；***压为零认定为无效信号，对井下***不起作用，有效信号指***压力达到一定值时(与井下液压解码器设计的压力有关)，井下***将这个压力认定为有效液压信号。
6.根据权利要求1所述的一种智能完井井下流量阀液压控制***，其特征是：所述井下液压解码器包括液压控制管线、液压解码器、压力指令。
7.根据权利要求1所述的一种智能完井井下流量阀液压控制***，其特征是：所述液压控制管线主要传递液压动力和压力指令，液压解码器采用2个液控的二位二通阀组成，它可以识别不同的压力指令序列，根据不同的指令将动力液引向目的层位，压力指令根据液压解码器的设计，预设压力信号，不同的压力信号序列对应不同层位的操作。
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