一種數字式分注測試調配系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于油氣井注水技術領域，具體涉及一種數字式分注測試調配系統及方法。
【背景技術】
[0002]油田注水開發多采用偏心分注工藝或橋式偏心分注工藝，這兩種工藝都基于偏心孔安裝堵塞器的工藝進行測試調配，都需要對堵塞器進行投撈作業。
[0003]目前，隨著油田開發的深入，分層注水工藝需要對各小層流量定期進行測試，以便掌握注水井各層吸水狀況以及各層系統壓力變化規律，指導合理調配測試周期。而采用鋼絲或者電纜操作時，工藝操作的反復投撈次數多、投撈成功率低，而且水嘴調配精度差。一次測調確定水嘴21開度后，井下地質條件變化引起的流量變化量不能實時監測，且要達到配注量只能在下次測調時進行調節。尤其近年來，大斜度井、深井和采出水回注井逐年增多，無論是采用鋼絲還是電纜測調，均需要精細的機械式導向、定位、對接來實現投撈測試。同時，受井斜、井深、采出水水質復雜、配水器導向機構和測調儀器加工精度等因素的影響，在復雜井型上的測調難度更大。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是克服分層注水現有測試調配技術存在的問題，解決常規工藝在大斜度井、深井和采出水回注井中測試調配的難題。
[0005]為此，本發明提供了一種數字式分注測試調配系統，包括數字式配水器、井下測控儀和地面控制調節系統，所述井下測控儀和地面控制調節系統通過電纜連接；
所述數字式配水器設有無線模塊、中央模塊、流量測試系統和流量調節系統；
所述井下測控儀通過無線信號將地面控制調節系統的流量指令輸送給無線模塊，無線模塊將接收到的信號傳輸給中央模塊，中央模塊將配注量數據存儲；
所述流量測試系統和流量調節系統通過流量計過流通道連接，流量測試系統和流量調節系統均與中央模塊電連接，所述流量測試系統將流量測量數據傳輸給中央模塊，中央模塊將數據存儲并對比配注量數據，當流量與配注量不符時，中央模塊向流量調節系統發送指令實現流量調配；
井下測控儀將地面控制調節系統的指令傳送給數字式配水器的同時，通過無線模塊讀取數字式配水器的流量測量數據，并將流量測量數據傳送給地面控制調節系統。
[0006]所述流量測試系統設于數字式配水器內，該流量測試系統包括對稱設于流量計過流通道內壁的孔板、穿過流量計過流通道引出的導壓管、與導壓管依次連通且互相串聯的的壓差傳感器、正向單向閥、反向單向閥和波紋管，導壓管有兩條，分別與壓差傳感器、正向單向閥、反向單向閥和波紋管的上下端連通；
所述壓差傳感器的外側設有感應片，該感應片通過電纜與中央模塊連接。
[0007]所述流量調節系統設于數字式配水器內，包括電機、與電機連接的動力傳動桿、設于流量計過流通道側壁的水嘴以及設于流量計過流通道內與動力傳動桿連接的活動筒。
[0008]所述井下測控儀內設有通訊電路，井下測控儀的上端設有電磁感應鋼、下端設有讀取模塊，所述通訊電路通過電纜與電磁感應鋼、讀取模塊、地面控制調節系統連接。
[0009]所述地面控制調節系統包括電腦、與電腦連接的地面控制器，該地面控制器通過電纜與井下測控儀連接。
[0010]所述數字式配水器內設有中心管道，所述流量測試系統、流量調節系統均設于中心管道之外。
[0011]本發明還提供了一種數字式分注測試調配方法，包括以下步驟:
步驟I)將工具串下入油井套管:從上到下依次將套管保護封隔器、數字式配水器、封隔器、預置工作筒、單流閥、篩管、絲堵與油管分節連接后下入套管內；
步驟2)開啟數字式配水器，在中央模塊的指令下，電機開啟，拖動動力傳動桿運動，活動筒向下運動打開水嘴至預設位置，對油氣井進行注水；
步驟3)壓力傳感器對流量進行測試，并將流量測量數據通過感應片傳輸給中央模塊，中央模塊將數據存儲并對比配注量數據，當流量與配注量不符時，中央模塊向流量調節系統發送指令，將水嘴的開度調節到配注需求；
步驟4)在正常注水過程中，中央模塊將感應片傳來的數據進行存儲，并隨時通過流量調節系統完成配注調節，實現自動測試調節；
步驟5)當配注需要調整時，啟動地面控制調節系統，通過電纜將井下控制儀送入數字式配水器的中心管道內；
步驟6)井下測控儀將地面設置的配注量信息，通過讀取模塊的天線傳輸給數字式配水器，無線模塊通過其天線接收到信號后，傳輸給中央模塊，完成無線對接后，對油氣井注水量進行調節；
步驟7)當多層段配注需要調整時，將井下控制器放置到下一級的數字式配水器的中心管道內，讀取中央模塊所存儲的流量測試數據，并將流量測量數據通過電纜反饋給地面控制器，地面控制器系統判斷需要調節的配水量，并將指令回傳給中央模塊，流量調節系統依據指令開啟開啟電機，拖動動力傳動桿伸展運動，使得活動筒上下運動，調節水嘴開度；步驟8)重復步驟7)完成各注水層段注水量的調節后，收回井下控制器，按照調整后的配注量重新注水。
[0012]本發明提供的技術方案帶來的有益效果是:
1、采用數字式配水器形成一種全新分注測試調配方法，通過數字式配水器的流量測試與調節系統，以及中央模塊，可以實現自動測調、壓力流量實時監測計量，擺脫了反復的機械投撈工序，徹底解決了以往以往工藝中因反復投撈作業帶來的測試調配成功率和效率低的問題。
[0013]2、當需要改變配注時，采用電纜攜帶井下控制儀與井下數字配水器無線對接進行作業，測調結果與監測歷史數據可在地面控制器和電腦數據采集處理系統中同步顯示，實現了分層注水連續監測和自動配注功能，提高了測調手段的智能化水平，對精細注水具有現實的指導意義。
[0014]下面將結合附圖做進一步詳細說明。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明數字式配水器5的結構示意圖；
圖2是本發明整體實施的結構示意圖；
圖3是本發明地面控制器27的結構示意圖。
圖中:1、注水井口 ；2、套管；3、油管；4、套管保護封隔器6 ;5、數字式配水器；6、封隔器；7、預置工作筒；8、單流閥；9、篩管；10、絲堵；11、流量計過流通道；12、壓差傳感器；13、正向單向閥；14、反向單向閥；15、波紋管；16、孔板；17、感應片；18、導壓管；19、電機；20、、動力傳動桿；21、水嘴；22、活動筒；23、無線模塊；24、中央模塊；25、電纜；26、電腦；27、地面控制器；28、流量測試系統；29、流量調節系統；30、中心管道；31、井下控制儀；32、電磁感應鋼；33、通訊電路；34、讀取模塊。
【具體實施方式】
[0016]實施例1:
為了克服分層注水現有測試調配技術存在的問題，解決常規工藝在大斜度井、深井和采出水回注井中測試調配的難題。本實施例提供了一種數字式分注測試調配系統，包括數字式配水器5、井下測控儀和地面控制調節系統，井下測控儀和地面控制調節系統通過電纜連接；
數字式配水器5設有無線模塊23、中央模塊24、流量測試系統28和流量調節系統29 ;井下測控儀通過無線信號將地面控制調節系統的流量指令輸送給無線模塊23，無線模塊23將接收到的信號傳輸給中央模塊24，中央模塊24將配注量數據存儲；
流量測試系統28和流量調節系統29通過流量計過流通道11連接，流量測試系統28和流量調節系統29均與中央模塊24電連接，所述流量測試系統28將流量測量數據傳輸給中央模塊24，中央模塊24將數據存儲并對比配注量數據，當流量與配注量不符時，中央模塊24向流量調節系統29發送指令實現流量調配；
井下測控儀將地面控制調節系統的指令傳送給數字式配水器5的同時，通過無線模塊23讀取數字式配水器5的流量測量數據，并將流量測量數據傳送給地面控制調節系統。
[0017]實施例2:
在實施例1的基礎上，如圖1所示，流量測試系統28包括對稱設于流量計過流通道11內壁的孔板16、穿過流量計過流通道11引出的導壓管18、與導壓管18依次連通且互相串聯的的壓差傳感器12、正向單向閥13、反向單向閥14和波紋管15，導壓管18有兩條，分別與壓差傳感器12、正向單向閥13、反向單向閥14和波紋管15的上下端連通。
[0018]壓差傳感器12的外側設有感應片17，該感應片17通過電纜與中央模塊24連接。孔板16鑲嵌在流量計過流通道11的內壁，用來產生壓力損失以便差壓傳感器的計量，導壓管18從孔板16兩側的流量計過流通道11的內壁貫穿外壁引出，壓差傳感器12兩端密封有硅油，緩沖壓力沖擊；正向單向閥13、反向單向閥14和波紋管15用來保護差壓傳感器，當過流通道傳來的壓力過大時，正向單向閥13和反向單向閥14打開以緩解壓力，當瞬間壓力變化過大時，波紋管15開始工作，以保護差壓傳感器；感應片17外貼在壓差傳感器12的外側，以便將數據通過電纜25傳輸給中央模塊24。
[0019]流量調節系統29設于數字式配水器5內，包括電機19、與電機19連接的動力傳動桿20、設于流量計過流通道11側壁的水嘴21以及設于流量計過流通道11內與動力傳動桿20連接的活動筒22。電機19帶動動力傳動桿20伸縮運動，活動筒22在伸縮運動中