專利名稱：油田偏心分層注水井的測試儀及工況長期實時監(jiān)測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種油田偏心分層注水井的測試儀及工況長期實時監(jiān)測方法，具體涉及采用偏心配水器或橋式偏心配水器分層注水的封隔器終身實時驗封、累計分層流量的測試等偏心分注管柱工況長期實時監(jiān)測方法。
背景技術：
隨著石油勘探開發(fā)進程的不斷深入，分層注水已經成為國內外油田填補地層虧空、提高采收率的最經濟和最常用的手段。其中，偏心配水技術作為分層注水技術的主要分支，通過近50年的應用，已經形成了一系列配套的測試技術，由于該注水工藝的配套技術最多，是目前被國內各油田運用最多的分注技術。 在上述配套技術中，封隔器驗封、分層流量調配方式上的配套技術存在以下問題I、封隔器驗封技術只能了解封隔器在驗封時的密封狀況，無法弄清封隔器究竟在何時解封以及什么原因導致了封隔器解封。引起封隔器解封的原因很多，可能原因有壓力、溫度等波動造成油管蠕動、變形；封隔器自身對各種波動的耐受力等，究竟哪種原因是導致封隔器解封的主要原因，目前的驗封技術無能為力。2、分層流量調配按每三個月一次流量調配的方式實現(xiàn)。在調配時分層流量可能符合配注要求，但隨著時間的變化，分層流量是否發(fā)生變化不得而知，所以究竟各層的累計注入量是多少？由于各油田注入水質存在差異，流量調配后，分層流量隨時間的變化的規(guī)律并不相同！所以，僅僅依靠流量調配不能提供一個長期有效的影響分注質量的數(shù)據，不能取得分注井中分層注水量隨時間的變化量，就不能很好地控制和改善分注質量。

發(fā)明內容
本發(fā)明為了解決上述問題，提供一種油田偏心分層注水井的測試儀及工況長期實時監(jiān)測方法，主要包括監(jiān)測儀、數(shù)據讀取器、數(shù)據分析軟件和測試方法，本發(fā)明通過監(jiān)測儀長期實時監(jiān)測井下各層的油壓、套壓、軸向載荷數(shù)據，并定期用數(shù)據讀取器從各層監(jiān)測儀中讀取數(shù)據，從而獲得各層的封隔器工藝管柱的油壓、套壓、軸向載荷變化情況，再通過數(shù)據分析軟件對數(shù)據進行分析處理，了解封隔器密封狀況，如果封隔器已經解封，可以追溯到封隔器解封的具體時間！再結合當日當時的工作日志，進一步分析封隔器解封的具體原因。對下一步的施工作業(yè)，提高分注質量提供有力的指導和依據。為實現(xiàn)發(fā)明目的所采用的技術方案是監(jiān)測儀，由上接頭、殼體、天線保護罩、天線、電路倉、電路板、高溫電池組、載荷傳感器、兩個壓力傳感器、下接頭組成，其特征在于殼體的兩端分別安裝上接頭、下接頭，上接頭與偏心配水器的下接頭相連，下接頭與油管相連，殼體上安裝有天線保護罩、載荷傳感器和兩個壓力傳感器，且兩個壓力傳感器的取壓孔分別與油管和套管相連，天線安裝在天線保護罩內，殼體內設有電路倉，其中電路倉為能承受高壓的密閉空間，用于放置電路板、高溫電池組；電路板由兩套傳感器驅動信號源、兩套信號放大測量電路、參考電壓源、載荷信號測量電路、溫度測量電路、微控制器、無線數(shù)傳模塊、異步通信控制電路、數(shù)據存儲器、電源管理電路組成，電路板中微控制器分別與兩套傳感器驅動信號源、兩套信號放大測量電路、參考電壓源、載荷信號測量電路、溫度測量電路、異步通信控制電路、數(shù)據存儲器、電源管理電路、高溫電池組相連，參考電壓源分別與兩套信號放大測量電路、載荷信號測量電路相連，無線數(shù)傳模塊與異步通信控制電路相連，高溫電池組分別與電源管理電路及微控制器相連，一套傳感器驅動信號源和一套信號放大測量電路分別與一個壓力傳感器相連，另一套傳感器驅動信號源和另一套信號放大測量電路分別與另一個壓力傳感器相連，載荷信號測量電路與載荷傳感器相連，無線數(shù)傳模塊與天線相連，載荷傳感器測量軸向拉力，力口上電路板上帶有溫度測量器件，監(jiān)測儀能夠測量溫度、油壓、套壓和軸向載荷四個參數(shù)，并能與數(shù)據讀取儀在油田注水井高溫高壓環(huán)境下實現(xiàn)20cm范圍內用無線通訊方式實現(xiàn)數(shù)據轉換。為了將傳感器和天線等外部信號引入電路板，在電路倉的相應位置開有放置傳感器和天線的圓孔，傳感器感應面和天線置于電路倉外，信號引線通過密封盤根或高壓密封塞與電路板相連，以保證電路倉在能感應外部信號的前提下，可以承受井下高壓。天線保護罩是采用抗沖擊的非金屬材料，固定在天線的四周，確保各種測試儀器經過時不會觸碰天線而造成天線損壞。 數(shù)據讀取器，由繩帽、定位爪、定位爪控制總成、外殼、電路倉、電路板、高溫電池、天線、天線保護罩組成，其特征在于繩帽固定在外殼頭部，外殼上分別安裝定位爪、定位爪控制總成、天線保護罩，且定位爪與定位爪控制總成相連，天線安裝在天線保護罩內，外殼上設有電路倉，電路倉為能承受高壓的密閉空間，里面放置電路板和高溫電池，電路板由微控制器、無線數(shù)傳模塊、異步通信控制電路、數(shù)據存儲器、電源管理電路組成，微控制器分別與異步通信控制電路、數(shù)據存儲器、電源管理電路、高溫電池組相連，無線數(shù)傳模塊與異步通信控制電路相連，高溫電池組與電源管理電路相連，天線與無線數(shù)傳模塊相連，形成一個能與監(jiān)測儀在油田注水井環(huán)境中，在距離監(jiān)測儀20cm范圍內用無線通訊方式讀取監(jiān)測儀所存儲的數(shù)據；天線安裝在天線保護罩內，天線保護罩為鏤空的的金屬外罩，既能保證天線在起下過程中不受沖擊，又能保證無線信號的暢通。所述的監(jiān)測儀可測量套管壓力、油管壓力、溫度和軸向載荷數(shù)據，并在有效的無線通訊時間窗口內，激活無線數(shù)傳模塊進行無線數(shù)傳功能，與同樣具有井下無線數(shù)傳功能的數(shù)據讀取器按照約定協(xié)議通訊。所述的數(shù)據讀取器，可以按照設置要求，實現(xiàn)一次與一層或多個層的監(jiān)測儀按協(xié)議進行通訊，在接收到監(jiān)測儀的響應數(shù)據包后，將數(shù)據存儲在讀取器的數(shù)據存儲器中。所述的數(shù)據分析軟件，具有對井下的監(jiān)測儀、數(shù)據讀取器的工作參數(shù)設置、測試數(shù)據校正、回顯、分析及處理功能。油田偏心分層注水井的測試儀及工況長期實時監(jiān)測方法，按以下步驟進行將偏心配水管柱的偏心配水器的下方直接連接監(jiān)測儀，形成包括封隔器、偏心配水器、監(jiān)測儀、單向閥的具有長期監(jiān)測功能的偏心配水管柱，其特征在于a、將封隔器、偏心配水器、測試儀、單向閥由油管串聯(lián)在一起，下入需要分層注水的的注水井中，其中偏心配水器和監(jiān)測儀的數(shù)量與注水井要求分注的層數(shù)相同，當它們到達相應的位置后，先在地面用高壓泵車打壓使封隔器坐封后，采用現(xiàn)有的偏心配水工藝所配套的分層流量調配工藝，調配各層封隔器的水嘴大小，實現(xiàn)正常偏心配水器方式的分層注水；b、在每個分層注水的層段放置一套監(jiān)測儀，監(jiān)測儀的上接頭直接與偏心配水器的下接頭相連接，監(jiān)測儀下井前，根據用戶要求對溫度、油管壓力、套管壓力、軸向載荷參數(shù)的采樣間隔進行設置，采樣間隔為I秒至18小時之間的任意值；C、監(jiān)測儀內的數(shù)據存儲器存儲容量要求確保完成用戶作業(yè)需求，通?？蛇_三年時間內所有需要檢測數(shù)據的存儲；
d、測試儀的外形設計的原則是不影響偏心分注井的原有功能；e、讀取數(shù)據通過數(shù)據讀取器與監(jiān)測儀采用無線通訊方式進行數(shù)據交換，由于油田注入水的礦化度較高，無線信號在這種介質條件中衰減很快，經過對監(jiān)測儀的有效工作時間、無線發(fā)射功率、電池容量等因素的的綜合考慮，在保證監(jiān)測儀的有效工作時間的前提下，選擇的無線數(shù)傳模塊的無線信號在油田注水井的高溫、高壓及高礦化度條件下通訊距離不低于200mm ；f、需要讀取監(jiān)測儀中數(shù)據時，用試井鋼絲絞車連接數(shù)據讀取器，調整數(shù)據讀取器的定位爪控制總成的鎖緊裝置，使定位爪處于回收狀態(tài)，首先將數(shù)據讀取器放置于最下層的偏心配水器及監(jiān)測儀的下方5米以上后，上提數(shù)據讀取器，在經過偏心配水器時觸碰定位爪控制總成的解鎖機關，打開定位爪，繼續(xù)上提數(shù)據讀取器鎖緊裝置到偏心配水上方，快速下放數(shù)據讀取器，張開的定位爪在偏心配水器的定位花籃處遇阻，成功定位后，數(shù)據讀取器與監(jiān)測儀進入有效通訊范圍，這組儀器按無線握手程式自動建立通訊模式，并將監(jiān)測儀中的數(shù)據傳送到數(shù)據讀取器中；上提數(shù)據讀取器到上一層偏心配水器后，重復上述操作，直到完成所有層的監(jiān)測儀的數(shù)據讀取工作；由于監(jiān)測儀與偏心配水器采用直接連接方式，所以從偏心配水器到監(jiān)測儀之間的距離為定值，只要設計的數(shù)據讀取器的定位爪到數(shù)據讀取器天線之間的距離正確，就能確保監(jiān)測儀與數(shù)據讀取器天線之間的距離符合通訊要求；g、封隔器實時驗封方法在分注過程中的各層的套壓就是各層的地層壓力，由于地層的吸水性能存在差異，如果封隔器處于密封狀態(tài)，用數(shù)據分析軟件將相鄰的兩層的套壓曲線進行疊加，曲線形態(tài)不可能完全一致，因此，疊加地層壓力后，各層的壓力曲線形態(tài)存在差異，就能認定封隔器處于密封狀態(tài)；如果某個時刻兩層的壓力曲線趨于一致，說明封隔器已經解封；同時，在封隔器密封狀態(tài)下，封隔器膠筒與套管之間的摩擦力抵消了部分軸向重力，如果封隔器解封，膠筒與套管的摩擦力必然減小，這時軸向載荷增加；綜合分析壓力和載荷因素，就能得到封隔器密封狀況及具體解封時間；h、累計流量計算方法為了控制分層注水的流量，偏心配水器通過封隔器中的水嘴直徑調節(jié)流量大小，水嘴越小，水嘴前后的壓力損失越大，根據孔板流量計原理，流量與壓差之間存在一下關系Q = I d2, slPl- P2Q-流量K-常數(shù)d-水嘴直徑Pl-嘴前壓力P2-嘴后壓力，各層經過流量調配后，已經配好相應的水嘴，所以d及K均為定量，測試儀能夠實時監(jiān)測Pl和P2，所以，只要找到通過各層的吸水指示曲線，就能找到流量Q與壓差A P之間的規(guī)律，通過數(shù)據分析軟件，求出各層的瞬時流量和累計流量。本發(fā)明通過數(shù)據讀取器從各層監(jiān)測儀中讀取數(shù)據，再通過數(shù)據分析軟件對數(shù)據讀取器讀取的數(shù)據進行分析，從而獲得各層的封隔器工藝管柱的內外壓力、受力狀況、封隔器密封狀況進行實時了解，對下一步的施工作業(yè)提供有力的指導和依據。



圖I為本發(fā)明的井下管柱結構圖。圖2為本發(fā)明的數(shù)據讀取器的外形示意圖；圖3為本發(fā)明的監(jiān)測儀外形設計圖；圖4為本發(fā)明中讀取數(shù)據時各儀器的位置關系圖；圖5為本發(fā)明的監(jiān)測儀電路框圖。圖6為本發(fā)明的數(shù)據讀取器電路框圖。圖7a、圖7b、圖7c分別為本發(fā)明的監(jiān)測儀控制程序流程圖。
具體實施例方式結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。帶有偏心類分層注水井工況長期實時監(jiān)測儀的偏心配水管柱如圖I所示，其中封隔器I、偏心配水器2、監(jiān)測儀3、單向閥4通過油管連接下入預定深度，打壓坐封后，實現(xiàn)分層注水；如圖3、圖5所示，監(jiān)測儀3由上接頭3-1、殼體、天線保護罩3-2、天線3-3、電路倉3-4、電路板3-5、高溫電池組3-6、載荷傳感器3-7、兩個壓力傳感器(3_8，3-9)、下接頭3_10組成，殼體的兩端分別安裝上接頭3-1、下接頭3-10，上接頭3-1與偏心配水器2的下接頭相連，下接頭3-10與油管相連，殼體上安裝有天線保護罩3-2、載荷傳感器3-7和兩個壓力傳感器(3-8，3-9)，且兩個壓力傳感器(3-8，3-9)的取壓孔分別與油管和套管相連，天線3-3安裝在天線保護罩3-2內，殼體內設有電路倉3-4 ;電路倉3-4為能承受高壓的密閉空間，用于放置電路板3-5、高溫電池組3-6 ;電路板3-5由兩套傳感器驅動信號源、兩套信號放大測量電路、參考電壓源、載荷信號測量電路、溫度測量電路、微控制器、無線數(shù)傳模塊、異步通信控制電路、數(shù)據存儲器、電源管理電路組成；電路板3-5的控制電路中微控制器分別與兩套傳感器驅動信號源、兩套信號放大測量電路、參考電壓源、載荷信號測量電路、溫度測量電路、異步通信控制電路、數(shù)據存儲器、電源管理電路、高溫電池組相連，參考電壓源分別與兩套信號放大測量電路、載荷信號測量電路相連，無線數(shù)傳模塊與異步通信控制電路相連，高溫電池組3-6分別與電源管理電路及微控制器相連，一套傳感器驅動信號源和一套信號放大測量電路分別與一個壓力傳感器3-8相連，另一套傳感器驅動信號源和另一套信號放大測量電路分別與另一個壓力傳感器3-9相連，載荷信號測量電路與載荷傳感器3-7相連，無線數(shù)傳模塊與天線3-3相連，上接頭3-1與偏心配水器的下接頭相連，下接頭3-10與油管相連，天線保護罩3-2為抗沖擊非金屬，將天線包裹在天線保護罩內是為了放置外來物體沖擊導致天線損壞。如圖2、圖6所示，數(shù)據讀取器5由繩帽5-1、定位爪5_2、定位爪控制總成5_3、外殼、電路倉5-4、電路板5-5、高溫電池5-6、天線5-7、天線保護罩5_8組成，繩帽5_1在外殼頂部用絲扣連接，外殼上分別安裝定位爪5-2、定位爪控制總成5-3、天線保護罩5-8，且定位爪5-2與定位爪控制總成5-3相連，天線5-7安裝在天線保護罩5-8內，外殼上設有電路倉5-4，電路倉為能承受高壓的密閉空間，電路板5-5和高溫電池5-6分別放置在電路倉5-4內，電路板5-5包括微控制器、無線數(shù)傳模塊、異步通信控制電路、數(shù)據存儲器、電源管理電路；電路板中的微控制器分別與異步通信控制電路、數(shù)據存儲器、電源管理電路相連，無線數(shù)傳模塊與異步通信控制電路相連，微處理器與電源管理電路均與高溫電池組與相連。天線5-7與電路板中的無線數(shù)傳模塊相連,天線5-7安裝在天線保護罩5-8內，天線保護罩5-7采用金屬鏤空結構，避免天線5-8在隨鋼纜下探過程中被刮擦、碰撞和折彎；同時，天線保護罩起到扶正固定和密封隔絕天線的作用，確保天線不受井下液體的高壓和腐蝕影響，也避免天線實體與傳輸介質接觸而影響通信。圖4為進行數(shù)據讀取時偏心配水器2、測試儀3和數(shù)據讀取器5之間的位置關系圖，可以看出，通過偏心配水器定位，測試儀3的天線3-3和數(shù)據讀取器5的天線5-7在垂直方向處于平行狀態(tài)。所以能保證在讀取數(shù)據時，兩只儀器始終處于有效通訊范圍內。監(jiān)測儀3隨著偏心配水管柱下入后，按照事先設定的采樣間隔對油壓、套壓、溫度及軸向載荷進行采樣，并將所采集的數(shù)據存儲在儀器的數(shù)據存儲器中，為了節(jié)省電能，監(jiān)測 儀3與數(shù)據讀取器5之間的無線數(shù)據通訊只在約定的時間有效，在有效的時間窗口內測試儀3與數(shù)據讀取器5實現(xiàn)無線數(shù)據傳輸，在其它時段監(jiān)測儀除了進行數(shù)據采樣外，均處于休眠狀態(tài)。監(jiān)測儀3的電路板框圖見圖5，主要包括壓力傳感器I和壓力傳感器II、傳感器驅動信號源I和II、信號放大測量電路I和II、參考電壓源、載荷信號測量電路、溫度測量電路、微控制器(MCU)、無線數(shù)傳模塊、異步通信控制電路、數(shù)據存儲器、電源管理電路和高溫電池組；微控制器分別與傳感器驅動信號源I和II、信號放大測量測量電路I和II、載荷信號測量電路、參考電壓源、溫度測量電路、無線數(shù)傳模塊、異步通信控制電路、數(shù)據存儲器、電源管理電路、高溫電池組相連，壓力傳感器I和II分別與傳感器驅動信號源I和II及信號放大測量電路I和II相連，載荷傳感器分別與參考電壓源和載荷信號測量電路相連；無線數(shù)傳模塊與異步通信控制電路相連。監(jiān)測儀3的電路板中的所有電路均為現(xiàn)有器件或利用現(xiàn)有器件組合搭建。監(jiān)測儀3組成及原理監(jiān)測儀由壓力傳感器I和II、傳感器驅動信號源I和II、信號放大測量電路I和II、參考電壓源、載荷信號測量電路、溫度測量電路、低功耗微控制器(MCU)、無線數(shù)傳模塊、異步通信控制電路、數(shù)據存儲器、電源管理電路和高溫電池組所組成，如圖5所示，微控制器啟動傳感器驅動信號源I、II和參考電壓源，給壓力傳感器I、II提供穩(wěn)定的激勵信號，液壓在壓力傳感器I、II上產生的微小變化信號經放大電路提升后，經過24位A/D轉換，送回微控制器進行數(shù)字濾波處理。同時，控制器采樣載荷與溫度值，并將濾波處理后的壓力I和II、載荷、溫度值保存在存儲器相應單元中。監(jiān)測儀控制程序流程圖簡介如下微控制器在完成自檢和初始化后，分別啟用定時器和異步通信兩種中斷，定時器設置每Is中斷，用于無線時間窗口和數(shù)據采樣處理。隨后、監(jiān)測儀進入休眠，如圖7b所示。在定時器中斷發(fā)生時，程序首先判斷是否到達無線時間窗口，是則啟用無線通信，等待并接收無線指令。然后判斷是否到達數(shù)據采樣時間，是則采樣壓力I和II、載荷、溫度值，并將數(shù)字濾波處理后的參量值保存在存儲器中，然后中斷返回，如圖7a所示。異步通信接收中斷發(fā)生后，程序根據接收狀態(tài)字依次判斷當前接收字節(jié)是否符合通信協(xié)議規(guī)范，不符合協(xié)議規(guī)范則丟棄該字節(jié)并返回。在指令包完全接收后，進行指令包和校驗。只有當指令包校驗正確時，微控制器才返回應答信息，然后中斷返回。如圖7c所示。其中，用兩組壓力信號分別記錄所在層位的油管壓力和套管壓力、用載荷信號記錄油管軸向力，溫度信號記錄所在位置的井溫。數(shù)據讀取器5的電路板結構如圖6所示，電路板5-5包括微控制器、無線數(shù)傳模塊、異步通信控制電路、數(shù)據存儲器、電源管理電路；電路板中的微控制器分別與異步通信控制電路、數(shù)據存儲器、電源管理電路相連，無線數(shù)傳模塊與異步通信控制電路相連，微處理器與電源管理電路均與高溫電池組與相連。數(shù)據讀取器的電路板以低功耗微控制器為核心，分別連接電源管理電路、高溫電池、無線數(shù)傳模塊、異步通信控制電路、數(shù)據存儲器。數(shù)據讀取器的的電路板上的電路均為現(xiàn)有器件或用現(xiàn)有器件搭建。需要讀取測試儀中數(shù)據時，用試井鋼絲絞車連接數(shù)據讀取器5，調整數(shù)據讀取器5的定位爪控制總成5-3的鎖緊裝置，使定位爪處于回收狀態(tài)，首先將數(shù)據讀取器放置于最下層的偏心配水器及測試儀的下方5米以上后，上提數(shù)據讀取器5，在經過偏心配水器時觸碰定位爪控制總成5-3的解鎖機關，打開定位爪，繼續(xù)上提數(shù)據讀取器鎖緊裝置到偏心配水上方，快速下放數(shù)據讀取器，張 開的定位爪在偏心配水器的定位花籃處遇阻定位，數(shù)據讀取器5與測試儀3進入有效通訊范圍，這組儀器自動按照握手協(xié)議建立通信聯(lián)系，并將井下監(jiān)測儀中的數(shù)據傳送到數(shù)據讀取器5中；上提數(shù)據讀取器5到上一層偏心配水器后，重復上述操作，直到完成所有監(jiān)測儀的數(shù)據讀取工作。在地面上，數(shù)據回讀分析軟件可以通過有線或無線方式將讀取器讀到的數(shù)據傳送到PC，進行數(shù)據校正、回顯、分析和保存。通過數(shù)據分析，對封隔器工藝管柱的內外壓力、受力狀況、封隔器密封狀況進行實時了解，對下一步的施工作業(yè)提供有力的指導和依據。
權利要求
1.監(jiān)測儀，由上接頭、殼體、天線保護罩、天線、電路倉、電路板、高溫電池組、載荷傳感器、兩個壓力傳感器、下接頭組成，其特征在于殼體的兩端分別安裝上接頭、下接頭，上接頭與偏心配水器的下接頭相連，下接頭與油管相連，殼體上安裝有天線保護罩、載荷傳感器和兩個壓力傳感器，且兩個壓力傳感器的取壓孔分別與油管和套管相連，天線安裝在天線保護罩內，殼體內設有電路倉，電路倉為能承受高壓的密閉空間，用于放置電路板、高溫電池組；電路板由兩套傳感器驅動信號源、兩套信號放大測量電路、參考電壓源、載荷信號測量電路、溫度測量電路、微控制器、無線數(shù)傳模塊、異步通信控制電路、數(shù)據存儲器、電源管理電路組成，電路板中微控制器分別與兩套傳感器驅動信號源、兩套信號放大測量電路、參考電壓源、載荷信號測量電路、溫度測量電路、異步通信控制電路、數(shù)據存儲器、電源管理電路、高溫電池組相連，參考電壓源分別與兩套信號放大測量電路、載荷信號測量電路相連，無線數(shù)傳模塊與異步通信控制電路相連，高溫電池組分別與電源管理電路及微控制器相連，一套傳感器驅動信號源和一套信號放大測量電路分別與一個壓力傳感器相連，另一套傳感器驅動信號源和另一套信號放大測量電路分別與另一個壓力傳感器相連，載荷信號測量電路與載荷傳感器相連，無線數(shù)傳模塊與天線相連。
2.數(shù)據讀取器，由繩帽、定位爪、定位爪控制總成、外殼、電路倉、電路板、高溫電池、天線、天線保護罩組成，其特征在于繩帽通過絲扣固定在外殼頂部，外殼上分別安裝定位爪、定位爪控制總成、天線保護罩，且定位爪與定位爪控制總成相連，天線安裝在天線保護罩內，外殼上設有電路倉，電路倉為能承受高壓的密閉空間，里面放置電路板和高溫電池，電路板由微控制器、無線數(shù)傳模塊、異步通信控制電路、數(shù)據存儲器、電源管理電路組成，微控制器分別與異步通信控制電路、數(shù)據存儲器、電源管理電路、高溫電池組相連，無線數(shù)傳模塊與異步通信控制電路相連，高溫電池組與電源管理電路相連，天線與無線數(shù)傳模塊相連。
3.油田偏心分層注水井的測試儀及工況長期實時監(jiān)測方法，按以下步驟進行將偏心配水管柱的偏心配水器的下方直接連接測試儀，形成包括封隔器、偏心配水器、測試儀、單向閥的帶有長期監(jiān)測功能的偏心配水管柱，其特征在于 a、將封隔器、偏心配水器、測試儀、單向閥由油管串聯(lián)在一起，下入需要分層注水的的注水井中，其中偏心配水器和監(jiān)測儀的數(shù)量與注水井要求分注的層數(shù)相同，當它們到達相應的位置后，先在地面用高壓泵車打壓使封隔器坐封后，采用現(xiàn)有的偏心配水工藝所配套的分層流量調配工藝，調配各層封隔器的水嘴大小，實現(xiàn)正常偏心配水器方式的分層注水； b、在每個分層注水的層段放置一套監(jiān)測儀，監(jiān)測儀的上接頭直接與偏心配水器的下接頭相連接，監(jiān)測儀下井前，根據用戶要求對溫度、油管壓力、套管壓力、軸向載荷參數(shù)的采樣間隔進行設置，采樣間隔為I秒至18小時之間的任意值； C、需要讀取監(jiān)測儀中數(shù)據時，用試井鋼絲絞車連接數(shù)據讀取器，調整數(shù)據讀取器的定位爪控制總成的鎖緊裝置，使定位爪處于回收狀態(tài)，首先將數(shù)據讀取器放置于最下層的偏心配水器及監(jiān)測儀的下方5米以上后，上提數(shù)據讀取器，在經過偏心配水器時觸碰定位爪控制總成的解鎖機關，打開定位爪，繼續(xù)上提數(shù)據讀取器鎖緊裝置到偏心配水上方，快速下放數(shù)據讀取器，張開的定位爪在偏心配水器的定位花籃處遇阻，成功定位后，數(shù)據讀取器與監(jiān)測儀進入有效通訊范圍，這組儀器按無線握手程式自動建立通訊模式，并將監(jiān)測儀中的數(shù)據傳送到數(shù)據讀取器中；上提數(shù)據讀取器到上一層偏心配水器后，重復上述操作，直到完成所有層的監(jiān)測儀的數(shù)據讀取工作； d、封隔器實時驗封方法在分注過程中的各層的套壓就是各層的地層壓力，由于地層的吸水性能存在差異，如果封隔器處于密封狀態(tài)，用數(shù)據分析軟件將相鄰的兩層的套壓曲線進行疊加，曲線形態(tài)不可能完全一致，因此，疊加地層壓力后，各層的壓力曲線形態(tài)存在差異，就能認定封隔器處于密封狀態(tài)；如果某個時刻兩層的壓力曲線趨于一致，說明封隔器已經解封；同時，在封隔器密封狀態(tài)下，封隔器膠筒與套管之間的摩擦力抵消了部分軸向重力，如果封隔器解封，膠筒與套管的摩擦力必然減小，這時軸向載荷增加；綜合分析壓力和載荷因素，就能得到封隔器密封狀況及具體解封時間； e、累計流量計算方法為了控制分層注水的流量，偏心配水器通過封隔器中的水嘴直徑調節(jié)流量大小，水嘴越小，水嘴前后的壓力損失越大，根據孔板流量計原理，流量與壓差之間存在一下關系 Q = K. d2. ^Pl-Pl· Q-流量K-常數(shù)d-水嘴直徑Pl-嘴前壓力P2-嘴后壓力，各層經過流量調配后，已經配好相應的水嘴，所以d及K均為定量，測試儀能夠實時監(jiān)測Pl和P2，所以，只要找到通過各層的吸水指示曲線，就能找到流量Q與壓差AP之間的規(guī)律，通過數(shù)據分析軟件，求出各層的瞬時流量和累計流量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油田偏心分層注水井的測試儀及工況長期實時監(jiān)測方法，將封隔器、偏心配水器、監(jiān)測儀、單向閥由油管串聯(lián)在一起，下入需要分層注水的注水井中形成具有長期監(jiān)測功能的偏心配水管柱，每層注水井內都安裝一套監(jiān)測儀，且監(jiān)測儀下井前，根據用戶要求對溫度、油壓、套壓、油管軸向載荷參數(shù)的采樣間隔進行設置；需要讀取測試儀中數(shù)據時，將數(shù)據讀取器送入最深層偏心配水器中精確定位，并與監(jiān)測儀進行無線通訊，將監(jiān)測儀中數(shù)據傳送到數(shù)據讀取器中；重復上述操作完成所有層的監(jiān)測儀數(shù)據讀取，從而獲得各層油壓、套壓及油管軸向受力狀況，并通過分析軟件對封隔器密封狀況、分注井分層流量進行實時了解，對提高分注質量提供有力指導和作業(yè)依據。
文檔編號E21B47/07GK102797454SQ20121029554
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權日2012年8月17日
發(fā)明者吳孝喜, 袁敦鵬, 吳國平 申請人:吳孝喜