CN210798937U - 智能分采无线通讯控制*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能分采无线通讯控制***，包括井下分层配产子***、井下通信子***和地面控制子***，每个开采地层用封隔器隔开，并安装一支井下无缆配产器。井下无缆配产器能够控制对应配产层的开采或封堵，能够实时采集并存储对应油层的油管内压力、地层压力、温度三种参数。地面使用地面控制器连接电缆下放通讯仪以非接触方式与各配产层的无缆配产器通讯，直读或回放各无缆配产器测得的数据，并根据测得数据调控对配产层的开采状态，实现油井的分层采油。

Description

智能分采无线通讯控制***

技术领域

本实用新型涉及石油开采技术领域，具体涉及一种智能分采无线通讯控制***。

背景技术

目前石油开采技术领域常用的采油井分层采油通讯方法主要有存储式和有缆式。

对于存储式分层采油通讯***，其存储式配产器内置电池供电，预先写入控制指令，将常规封隔器与存储式配产器配套下井，配产器可对每个配产层进行独立测试，测得油层信息存储在内部存储器中，待起井后在地面进行读取。存储式分层采油通讯***的缺点在于仪器工作周期受电池容量限制，且测试数据无法实时上传，油层调控不灵活。

对于有缆式分层采油通讯***，其缆式配产器采用电缆供电，工作周期不受电量限制，可实时监测每层的产液信息并进行调控。但有缆式配产器必须同特制的过电缆封隔器配合使用，电缆需要配合管柱一同下井，电缆损坏将导致整套***通讯异常，且施工复杂，成本高，风险大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能分采无线通讯控制***，其无需动管柱即可在地面能够获取各配产层数据，并能灵活调控对各配产层的开采状态，解决了前述的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种智能分采无线通讯控制***，包括井下分层配产子***、井下通信子***和地面控制子***；所述井下分层配产子***包含至少一个井下无线配产器，所述井下无线配产器通过油管送至井下各个油层，层间用封隔器隔开；

所述井下通信子***包括测井电缆和通讯仪，通讯仪的一端与测井电缆固定连接，通讯仪的另一端设置有内置天线通讯装置，并与井下无线配产器进行信息通讯传输；

所述地面控制子***包括地面控制器，所述地面控制器通过测井电缆与通讯仪连接，通过电力载波的方式将控制信号发给通讯仪。

作为本实用新型再进一步的方案：所述井下无线配产器包括下接头、井下无线配产器无线通讯装置、割缝筛管、压力温度传感器组件、油嘴组件、配产层过流管、控制电路板、油嘴电机、整井过流通管、供电电池组件、外护管、上接头和磁唤醒装置；所述下接头下端与油管相连，下接头上端与外护管相连，下接头内置有井下无线配产器无线通讯装置，外部安装割缝筛管，且设有压力温度传感器组件、油嘴组件、配产层过流管、整井过流通道的安装位及各组件间的过流通道；油嘴组件与油嘴电机电连接；所述上接头的下端连接外护管，上接头的上端连接油管，且内置磁唤醒装置，并设有与通讯仪定位爪相配合的定位面；所述供电电池组件与控制电路板及油嘴电机电连接。

作为本实用新型再进一步的方案：所述通讯仪包括依次连接的电缆头、加重短节、定位短节和通信短节；所述电缆头与测井电缆固定连接，所述定位短节内安装有定位爪，定位短节通过传动轴与定位爪电机连接，所述通信短节内置霍尔接近开关，霍尔接近开关通过磁信号能够唤醒无线配产器内置的磁唤醒装置，所述通信短节还内置有通讯仪电路板和通讯仪无线通讯装置，通讯仪无线通讯装置与井下无线配产器无线通讯装置依靠电磁波进行数据交换。

作为本实用新型再进一步的方案：所述通信短节的一端设置有导向锥。

作为本实用新型再进一步的方案：所述地面控制器还与PC端连接。

作为本实用新型再进一步的方案：所述下接头的入液孔经割缝筛管依次与油嘴组件、配产层过流管和整井过流通道连通。

作为本实用新型再进一步的方案：所述通讯仪电路板用于控制定位爪电机运动、霍尔接近开关校核下井深度，与井下无线配产器的数据通讯。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.只需一次管柱施工，就可以完成产液测试与分层采油，节约大量人力物力。

2.安装在不同配产层的井下无缆配产器工作相互独立，不使用电缆将各仪器串联供电，避免有缆式采油***某支仪器故障导致整体***故障，提高整体***的可靠性。

3.采用丢手管柱结构，能够配合筒式泵或管式泵使用，满足多种井况使用。且采用通讯仪与井下进行数据交换时，无需停泵，实现边测边采，减少停泵率节省施工成本，增加产业量。

4.井下无线配产器具有内部过流通道，可通过除通讯仪外其他测试仪器。

5.井下无线配产器供电采用高温防爆电池，采用先进的多电源管理方式来减少***的通讯功耗、休眠功耗和数据采集功耗，满足长期井下使用需求。

6.实现了智能分层采油，找到主产层和高含水层时，可以根据地面命令对分层油嘴进行调节，提高采油效率，实现测试产出一体化。

附图说明

图1为本实用新型的管柱施工示意图；

图2为本实用新型井下无线配产器的结构示意图；

图3为本实用新型通讯仪的结构示意图；

图中标号及名称：1井口地面装置；2套管；3采油泵；4丢手工具；5油管；6封隔器；7丝堵；8测井电缆；9井下无线配产器；10通讯仪；11地面控制器；12下接头；13井下无线配产器无线通讯装置；14割缝筛管；15压力温度传感器组件；16油嘴组件；17配产层过流管；18控制电路板；19油嘴电机；20整井过流通管；21供电电池组件；22外护管；23上接头；24磁唤醒装置；25电缆头；26加重短节；27定位短节；28定位爪电机；29传动轴；30定位爪；31通信短节；32霍尔接近开关；33通讯仪电路版；34通讯仪无线通讯装置；35导向锥。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1

如图1-3所示，一种智能分采无线通讯控制***，包括井下分层配产子***、井下通信子***和地面控制子***。

井下分层配产子***包含至少一个井下无线配产器9，多支井下无线配产器9与油管5连接安装在各个油层，层间用封隔器6隔开。井下无线配产器9包含：下接头12、井下无线配产器无线通讯装置13、割缝筛管14、压力温度传感器组件15、油嘴组件16、配产层过流管17、控制电路板18、油嘴电机19、整井过流通管20、供电电池组件21、外护管22、上接头23、磁唤醒装置24。所述下接头12下端与油管5相连，上端与外护管22相连，内置井下无线配产器无线通讯装置13，外部安装割缝筛管14，且设计有压力温度传感器组件15、油嘴组件16、配产层过流管17、整井过流通道20的安装位及上述各组件间的过流通道。所述外护管22起到密封作用，能够隔绝仪器外部液体进入仪器。所述井下无线配产器无线通讯装置13能够与通讯仪无线通讯装置34进行数据通讯。割缝筛管14对进入仪器的井液进行过滤。所述油嘴组件16由油嘴电机19带动能够实现对井下无线配产器9所在油层井液的开采与封堵：开采井下无线配产器9所在油层井液时，油嘴组件16运行至打开状态，井液经割缝筛管14过滤后，经下接头12的入液孔流经油嘴组件16进入配产层过流管17，最后于上接头23处与整井过流通管20的其它层井液汇合，继续上行至丢手工具4，被采油泵3抽吸至地面；封堵井下无线配产器9所在油层井液时，油嘴组件16运行至关闭状态，井液不能进入仪器内部。所述整井过流通管20能够让仪器下端井液经该通道上行，同时也允许通讯仪10穿过。所述压力温度传感器组件15能够测量仪器外侧的地层压力、仪器内侧的压力及仪器所在地层的温度。所述上接头23下端连接外护管22，上端连接油管5，且内置磁唤醒装置24并设计有与通讯仪10定位爪相配合的定位面。井下无线配产器9的无线通讯功能一般处于休眠状态以降低功耗，当通讯仪10穿过井下无线配产器9时，所述磁唤醒装置24会产生唤醒信号开启井下无线配产器9的通讯功能，进行与通讯仪10的数据交换。所述控制电路板18实现上述井下无线配产器9所有逻辑功能及动作，为仪器的控制核心。所述供电电池组件21为控制电路板18及油嘴电机19提供能源。

需要读取井下无线配产器9的数据或控制井下无线配产器9油嘴运动时，需在地面下入通讯仪10进行通讯。井下通信部分包含测井电缆8和通讯仪10。通讯仪10可拆分为电缆头25、加重短节26、定位短节27和通信短节31四部分。所述电缆头25用于固定测井电缆8。加重短节26为通讯仪10提供配重，使其依靠自身重量下井。所述定位短节27安装有定位爪30，地面控制器11可控制定位短节27内置的定位爪电机28转动，进而带动传动轴转动，从而控制定位爪30张开与闭合。通讯仪10于油管内打开当定位爪30，持续下放定位爪30能够卡在井下无线配产器上接头23定位面，阻止通讯仪10继续下行。所述通信短节31内置霍尔接近开关32，霍尔接近开关32用于确定下入深度，同时在进入井下无线配产器9内部整井过流通道20后，可通过磁信号唤醒无线配产器9内置的磁唤醒装置4，使无线配产器9从休眠状态进入正常工作状态，进而通讯仪无线通讯装置34与井下无线配产器无线通讯装置13依靠电磁波进行数据交换。所述通讯仪电路板33实现整个通讯仪的逻辑和功能控制，能够控制定位爪电机28运动、霍尔接近开关32校核下井深度、与井下无线配产器9的数据通讯。所述导向锥35起到导向作用，保证通讯仪顺利下井。

地面控制器通过电缆为通讯仪供电，并能对通讯仪进行控制，实现定位爪打开和闭合，经由通讯仪对井下无线配产器进行数据交换，实现分层配产。通过电磁波与井下无线配产器进行数据交换，实现地面与井下无线配产器实时、高效的数据读取和控制。

实施例2

参考图1，实施例1中的智能分采无线通讯控制***下井使用施工方法包括：

1)管柱施工

根据油井待测油层数量，配置封隔器和井下无线配产器数量，要求每个待测油层需用封隔器分开且安装一支井下无线配产器。用油管5连接丢手工具4、封隔器6、井下无线配产器9，下放到待测试油层。在预定深度完成封隔器坐封、丢手动作，起出丢手工具上端管柱。安装采油泵3，完成井下生产生产管柱施工。

2)分层采油

完整施工作业后，井下无线配产器9按照预先设定时序打开油嘴，并进行数据采集与存储。

需要地层测试数据时，可通过地面控制器11通过测井电缆8连接通讯仪10下放到油管5和套管2的环空内，下放至丢手工具4处从油管5和套管2环空滑入丢手工具4内部，继续下行到各个油层安装的井下无线配产器9处，唤醒无线配产器9进行无线数据通信。通讯仪10把井下无线配产器9测得数据传输到地面控制器11，当确定高含水层与低产层时，地面控制器11通过测井电缆8向通讯仪10下发油嘴控制命令，通讯仪10以无线通信方式将油嘴控制命令发送给井下无线配产器9，井下无线配产器9接收到命令后进行油嘴开关动作，实现分层采油。

实施例3

实施例3与实施例1的结构原理相同，其不同之处在于通讯仪10上传井下无线配产器9采集的数据信息经地面控制器11中转后由PC机进行人机交互。

本实用新型无需动管柱即可在地面能够获取各配产层数据，并能灵活调控对各配产层的开采状态，克服了存储式分层采油***必须起井才可获取配产层数据，并无法灵活调控配产层的问题，解决了有缆式分层采油***的施工复杂、成本高及周期长，并提高了施工可靠性。

以上所述的，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能分采无线通讯控制***，其特征在于，包括井下分层配产子***、井下通信子***和地面控制子***；所述井下分层配产子***包含至少一个井下无线配产器，所述井下无线配产器通过油管送至井下各个油层，层间用封隔器隔开；

所述井下通信子***包括测井电缆和通讯仪，通讯仪的一端与测井电缆固定连接，通讯仪的另一端设置有内置天线通讯装置，并与井下无线配产器进行信息通讯传输；

所述地面控制子***包括地面控制器，所述地面控制器通过测井电缆与通讯仪连接，通过电力载波的方式将控制信号发给通讯仪。

2.根据权利要求1所述的一种智能分采无线通讯控制***，其特征在于，所述井下无线配产器包括下接头、井下无线配产器无线通讯装置、割缝筛管、压力温度传感器组件、油嘴组件、配产层过流管、控制电路板、油嘴电机、整井过流通管、供电电池组件、外护管、上接头和磁唤醒装置；所述下接头下端与油管相连，下接头上端与外护管相连，下接头内置有井下无线配产器无线通讯装置，外部安装割缝筛管，且设有压力温度传感器组件、油嘴组件、配产层过流管、整井过流通道的安装位及各组件间的过流通道；油嘴组件与油嘴电机电连接；所述上接头的下端连接外护管，上接头的上端连接油管，且内置磁唤醒装置，并设有与通讯仪定位爪相配合的定位面；所述供电电池组件与控制电路板及油嘴电机电连接。

3.根据权利要求1所述的一种智能分采无线通讯控制***，其特征在于，所述通讯仪包括依次连接的电缆头、加重短节、定位短节和通信短节；所述电缆头与测井电缆固定连接，所述定位短节内安装有定位爪，定位短节通过传动轴与定位爪电机连接，所述通信短节内置霍尔接近开关，霍尔接近开关通过磁信号能够唤醒无线配产器内置的磁唤醒装置，所述通信短节还内置有通讯仪电路板和通讯仪无线通讯装置，通讯仪无线通讯装置与井下无线配产器无线通讯装置依靠电磁波进行数据交换。

4.根据权利要求3所述的一种智能分采无线通讯控制***，其特征在于，所述通信短节的一端设置有导向锥。

5.根据权利要求1所述的一种智能分采无线通讯控制***，其特征在于，所述地面控制器还与PC端连接。

6.根据权利要求2所述的一种智能分采无线通讯控制***，其特征在于，所述下接头的入液孔经割缝筛管依次与油嘴组件、配产层过流管和整井过流通道连通。

7.根据权利要求3所述的一种智能分采无线通讯控制***，其特征在于，所述通讯仪电路板用于控制定位爪电机运动、霍尔接近开关校核下井深度，与井下无线配产器的数据通讯。

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