CN110965971B - 一种注水井环空模拟装置 - Google Patents
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Abstract
一种注水井环空模拟装置。包括进水管线、模拟井筒、回流管线、模拟地层管线等组成。利用本种模拟装置，将智能无线配水器放置于本装置的模拟井筒中，之后将高压流体从注入口引入，就可以实现对智能无线配水器在井下实际工况的模拟，进而实现对配水器水嘴高压水压力和流量参数的采集，通过对比配水器上传的压力、流量信号和实验台测试获得的压力、流量信号，从而注水井环空模拟装置最大程度地模拟了井下注水工况，实现在井上对智能无线配水器的检修，解决了智能无线配水器井上测试不精准的问题，并且大大降低了实验成本。
Description
技术领域：
本发明涉及一种应用于油田注水领域中的注水井环空模拟装置。
背景技术：
油田在投入开发后，随着开采时间的增长，油层本身能量将不断地被消耗。使油层层压下降，地下原油大量脱气，如度增加，油井产油量大大减少，甚至停喷停产。这使得地下残留大量死油采不出来，造成巨大损失。为了弥补原油采出造成的地下压力亏空，保持或者提高地层压力实现油田的高产稳产，并获得高的采收率，开始发展注水工艺。
目前智能分层注水工艺已成为提高原油注采率的重要手段。井下每个单一注水层注水的精准度决定了整口注水井注水情况的好坏，其中，单一注水层的核心部件为智能配水器。智能配水器综合了机电一体化技术、计算机控制技术、通信技术、传感器技术、精密机械传动等技术，为实现了分层注水井井下各层面注水状况的电动调配和实时测量精度，在设计投产前需要对其进行井上性能测试，避免出现直接投放井下后因性能问题反复投捞的情况。目前井上智能配水器测调时，无法模拟井下工况，导致井上所测得的数据与井下工况下的数据偏差较大，井下注水精度较低，无法达到精细分层注水的目的。
发明内容：
为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供了一种注水井环空模拟装置，该种装置通过将高压流体从注入装有智能配水器的模拟井筒，实现模拟智能配水器在井下的实际工况，进而实现对配水器水嘴高压水的压力和流量参数的采集，对比配水器上传的压力、流量信号和实验台测试获得的压力、流量信号。注水井环空模拟装置最大程度地模拟了井下注水工况，实现在井上对智能配水器的检修，解决了智能配水器井上测试不精准的问题，并且大大降低了实验成本。
本发明的技术方案是：该种注水井环空模拟装置，包括进水管线1、模拟井筒2、回流管线3和模拟地层管线4，其独特之处在于：
对应所述的进水管线1，配置有进水钢管11、第一高压球阀13和第一高精度流量计12，进入水进入进水钢管11后依次经过第一高压球阀13和第一高精度流量计12，第一高压球阀13和第一高精度流量计12均与进水钢管11通过法兰连接；进水管11与模拟井筒2之间通过过渡软管14连接，过渡软管两端为高压软管接头15，分别与焊有焊丝241的进水钢管11与模拟井筒2中的上连接法兰24连接；
对应所述的模拟井筒2，配置有环空管21、滑动密封接头22、滑动密封套管23、上连接法兰24、下连接法兰25以及智能无线配水器26；上连接法兰24一侧与焊丝241通过焊接固定，焊丝底部设有一芯插孔29，一芯插头28通过螺纹连接和O型圈密封固定在一芯插孔29中，实验时一芯插头28一端朝外充当发射天线，另一端通过导线通向智能无线配水器26内部，从而实现智能无线配水器26与模拟井筒2外的数据通讯，模拟智能无线配水器井上井下的双向远程无线通讯；上连接法兰24另一侧与滑动密封接头22焊接，滑动密封接头22与滑动密封套管23采用轴孔间隙配合，滑动密封套管23与智能无线配水器26上接头通过螺纹连接；滑动密封接头22插接在滑动密封套管23，并且通过O型圈组27实现密封，其中滑动密封接头22可以在滑动密封套管23中直线往复移动，以实现智能无线配水器的柔性连接，避免智能无线配水器在模拟井筒2中因水流冲击上下振动导致的螺纹损伤问题；下连接法兰25一端焊接有公扣接头251，与智能无线26下接头通过螺纹连接，另一端与回流钢管32焊接；环空管21下部开有安装孔211，与地层钢管42通过焊接装配，模拟注入水进入智能无线配水器经流量调节后进入地层的生产工艺，模拟井下注水环空射孔；
对应所述的回流管线3，配置有回流压力计31、回流钢管32、第二高压球阀34和第二高精度流量计33；注入水进入智能无线配水器26后一部分通过智能无线配水器注入到环空管21中继而流入模拟地层管线4，另一部分沿智能无线配水器26流道进入回流管线3，依次经过回流压力计31、第二高精度流量计33和第二高压球阀34；其中回流压力计31用来测定注水压力，与回流钢管上的回流压力计安装孔311通过锥螺纹实现密封连接，第二高压球阀34和第二高精度流量计33均与回流钢管32通过法兰连接。
对应所述模拟地层管线4，配置有地层压力计41、第三高精度流量计43、地层钢管42与环空管21；地层钢管42与环空管21焊接实现接口处的密封，环空管21中的水流入地层钢管4，依次通过地层压力计41、第三高精度流量计43测得智能无线配水器的嘴后压力和注水流量；其中地层压力计41与地层钢管42上的压力计安装孔411通过锥螺纹实现密封连接，第三高精度流量计43与地层钢管42通过法兰连接。
本发明具有如下有益效果：
本发明所公开的注水井环空模拟装置，通过将高压流体从注入装有智能配水器的模拟井筒，实现模拟智能配水器在井下的实际工况，进而实现对配水器水嘴高压水的压力和流量参数的采集，对比配水器上传的压力、流量信号和实验台测试获得的压力、流量信号。注水井环空模拟装置最大程度地模拟了井下注水工况，实现在井上对智能配水器的检修，解决了智能配水器井上测试不精准的问题，并且大大降低了实验成本。
附图说明：
图1为一种注水井环空模拟装置的整体结构体示意图。
图2为进水管线的整体装配示意图。
图3为模拟井筒上半部分剖视图。
图4为环空管等轴测视图。
图5为模拟井筒下半部分剖视图。
图6为模拟地层管线整体装配示意图。
图7为回流管线整体装配示意图。
图中：1-进水管线；2-模拟井筒；3-回流管线；4-模拟地层管线；11-进水钢管；12-第一高精度流量计；13-第一高压球阀；14-过渡软管；15-高压软管接头；21-环空管；211-安装孔；22-滑动密封接头；23-滑动密封套管；24-上连接法兰；241-焊丝；25-下连接法兰；251-公扣接头；26-智能配水器；27-O形圈组；28-一芯插头；29-一芯插孔；31-回流压力计；311-回流压力计安装孔；32-回流钢管；33-第二高精度流量计；34-第二高压球阀；41-地层压力计；411-地层压力计安装孔；42-地层钢管；43-第三高精度流量计。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1至图7所示，所述注水井环空模拟装置主要由进水管线1、模拟井筒2、回流管线3、模拟地层管线4等组成。
其中，所述进水管线1中，注入水进入进水钢管11后依次经过第一高压球阀13和第一高精度流量计12，第一高压球阀13和第一高精度流量计12均与进水钢管11通过法兰连接，如图2所示，第一高精度流量计12在实际工艺用于测量注入水实际流量。为方便拆卸，进水管11与模拟井筒2之间通过过渡软管14连接，过渡软管两端为高压软管接头15，分别与焊有焊丝241的进水钢管11与模拟井筒2中的上连接法兰24连接。
所述的模拟井筒2中包括：环空管21、滑动密封接头22、滑动密封套管23、上连接法兰24、下连接法兰25、智能配水器26。上连接法兰24一侧与焊丝241通过焊接固定，焊丝底部设有一芯插孔29，一芯插头28通过螺纹连接和O型圈密封固定在一芯插孔29中，实验时一芯插头28一端朝外充当发射天线，另一端通过导线通向智能配水器26内部，从而实现智能配水器26与模拟井筒2外的数据通讯，模拟智能配水器井上井下的双向远程无线通讯；上连接法兰24另一侧与滑动密封接头22焊接，滑动密封接头22与滑动密封套管23采用轴孔间隙配合，滑动密封套管23与智能配水器26上接头通过螺纹连接；滑动密封接头22插接在滑动密封套管23，并且通过O型圈组27实现密封，其中滑动密封接头22可以在滑动密封套管23中直线往复移动，实现了智能配水器的柔性连接，避免了智能配水器在模拟井筒2中因水流冲击上下振动导致的螺纹损伤问题；下连接法兰25一端焊接有公扣接头251，与智能配水器26下接头通过螺纹连接，另一端与回流钢管32焊接；环空管21下部开有安装孔211，与地层钢管42通过焊接装配，模拟注入水进入智能配水器经流量调节后进入地层的生产工艺，模拟井下注水环空射孔。
所述的回流管线3包括：回流压力计31、回流钢管32、第二高压球阀34和第二高精度流量计33组成，注入水进入智能配水器26后一部分通过智能配水器注入到环空管21中继而流入模拟地层管线4，另一部分沿智能配水器26流道进入回流管线3，依次经过回流压力计31、第二高精度流量计33和第二高压球阀34；其中回流压力计31用来测定注水压力，与回流钢管上的回流压力计安装孔311通过锥螺纹实现密封连接，第二高压球阀34和第二高精度流量计33均与回流钢管32通过法兰连接。
所述的模拟地层管线4中，地层钢管42与环空管21焊接实现接口处的密封，环空管21中的水流入地层钢管4，依次通过地层压力计41、第三高精度流量计43测得智能配水器的嘴后压力和注水流量；其中地层压力计41与地层钢管42上的压力计安装孔411通过锥螺纹实现密封连接，第三高精度流量计43与地层钢管42通过法兰连接。
具体实施时，智能无线配水器可以采用申请号为2019112691889的井下充电式智能配水器。具体进行单一注水层注水工艺模拟实验时，智能无线配水器26被安装在检测模拟装置的模拟井筒2中。高压水流经所述进水管线1进入到被检测智能无线配水器26内，水流方向如图2箭头所示。智能无线配水器26水嘴可以通过天线与外部控制装置相连接，由电脑对配水器的水嘴进行调节，进行智能无线配水器调节实验。模拟装置能够改变管线内流量大小、压力大小并实时监控管线内的流量大小和水压压力。流经智能无线配水器水嘴高压水的压力和流量参数由模拟装置数据采集***传输到计算机，并绘制压力、流量数据曲线图。智能无线配水器检测模拟装置管线流程中的压力计和流量计均为标准传感器，检测数据为标准值。对比配水器上传的压力、流量信号和实验台测试获得的压力、流量信号，当配水器测得数据值误差在允许范围内，说明配水器合格，否则，说明配水器存在缺陷，需要检修。
Claims (1)
1.一种注水井环空模拟装置，包括进水管线、模拟井筒、回流管线和模拟地层管线，其特征在于：
对应所述的进水管线，配置有进水钢管、第一高压球阀和第一高精度流量计，进入水进入进水钢管后依次经过第一高压球阀和第一高精度流量计，第一高压球阀和第一高精度流量计均与进水钢管通过法兰连接；进水管与模拟井筒之间通过过渡软管连接，过渡软管两端为高压软管接头，分别与焊有焊丝的进水钢管与模拟井筒中的上连接法兰连接；
对应所述的模拟井筒，配置有环空管、滑动密封接头、滑动密封套管、上连接法兰、下连接法兰以及智能无线配水器；上连接法兰一侧与焊丝通过焊接固定，焊丝底部设有一芯插孔，一芯插头通过螺纹连接和O型圈密封固定在一芯插孔中，实验时一芯插头一端朝外充当发射天线，另一端通过导线通向智能无线配水器内部，从而实现智能无线配水器与模拟井筒外的数据通讯，模拟智能无线配水器井上井下的双向远程无线通讯；上连接法兰另一侧与滑动密封接头焊接，滑动密封接头与滑动密封套管采用轴孔间隙配合，滑动密封套管与智能无线配水器上接头通过螺纹连接；滑动密封接头插接在滑动密封套管中，并且通过O型圈组实现密封，其中滑动密封接头可以在滑动密封套管中直线往复移动，以实现智能无线配水器的柔性连接，避免智能无线配水器在模拟井筒中因水流冲击上下振动导致的螺纹损伤问题；下连接法兰一端焊接有公扣接头，与智能无线配水器下接头通过螺纹连接，另一端与回流钢管焊接；环空管下部开有安装孔，与地层钢管通过焊接装配，模拟注入水进入智能无线配水器经流量调节后进入地层的生产工艺，模拟井下注水环空射孔；
对应所述的回流管线，配置有回流压力计、回流钢管、第二高压球阀和第二高精度流量计；注入水进入智能无线配水器后一部分通过智能无线配水器注入到环空管中继而流入模拟地层管线，另一部分沿智能无线配水器流道进入回流管线，依次经过回流压力计、第二高精度流量计和第二高压球阀；其中回流压力计用来测定注水压力，与回流钢管上的回流压力计安装孔通过锥螺纹实现密封连接，第二高压球阀和第二高精度流量计均与回流钢管通过法兰连接；
对应所述模拟地层管线，配置有地层压力计、第三高精度流量计、地层钢管与环空管；地层钢管与环空管焊接实现接口处的密封，环空管中的水流入地层钢管，依次通过地层压力计、第三高精度流量计测得智能无线配水器的嘴后压力和注水流量；其中地层压力计与地层钢管上的压力计安装孔通过锥螺纹实现密封连接，第三高精度流量计与地层钢管通过法兰连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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