專利名稱：一種井下智能分層壓控采油方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種井下智能分層壓控采油方法。
背景技術(shù)：
分層注水采油是我國陸上油田進(jìn)入高含水期的主要采油方式之一。我國已經(jīng)應(yīng)用了多種分層注水工藝。智能分層壓控采油的設(shè)備如圖I所示。在套管22中下入油管23，油管23上設(shè)置壓控開關(guān)器30-1、30-2、30-3，開關(guān)器之間設(shè)有堵水封隔器29_1、29-2、29-3。壓控開關(guān)器結(jié)構(gòu)原理圖如圖2所示，主要由單片機(jī)(下文也稱微處理器)、傳感器(即壓力傳感器)和電池等部分組成，執(zhí)行機(jī)構(gòu)為減速電機(jī)，減速電機(jī)帶動(dòng)活塞封堵或打開對應(yīng)油層的進(jìn)油孔，從而實(shí)現(xiàn)對需要開采油層的開采工作。當(dāng)需要壓力控制時(shí)，通過井上加壓，井下壓力傳感器將注水壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過壓力傳感器外圍調(diào)理電路將信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號，單片機(jī)對電信號進(jìn)行采集、處理，當(dāng)接收到的壓力信號有效時(shí)，單片機(jī)便輸出控制 信號，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)打開或關(guān)閉相應(yīng)油層的閥門開關(guān)、從而達(dá)到調(diào)層采油的目的。如圖I中有1、2、3三個(gè)油層，每個(gè)油層的進(jìn)油孔分別由壓控開關(guān)器30-1、30_2、30-3控制?，F(xiàn)有技術(shù)中，為了使單片機(jī)(微處理器)識別，需要編制壓力密碼表，確定壓力密碼結(jié)構(gòu)，即加壓操作工藝，加壓操作形成被壓力傳感器記錄的壓力編碼，才能被單片機(jī)識另O。通常的壓力編碼包括壓控起始段，開關(guān)編號段、命令段、壓控結(jié)束段。壓控起始段表明即將進(jìn)行壓控操作；開關(guān)編號段用于選擇油層，通知相應(yīng)油層的開關(guān)器準(zhǔn)備工作；命令段表示減速電機(jī)的兩種工作狀態(tài)；壓控結(jié)束段用于通知開關(guān)器壓控操作結(jié)束。如《井下開關(guān)壓力控制實(shí)現(xiàn)方法的研究》(石油機(jī)械2010第8期)就介紹了一種上述思路的壓控方法。如下表是一種12位壓力編碼，由于需要地面打壓形成壓力編碼，每位編碼脈沖需要5分鐘，執(zhí)行一次壓控動(dòng)作，需要60分鐘，對于圖I的設(shè)備，三個(gè)開關(guān)器都進(jìn)行壓控操一次，需要180分鐘，作且I位編碼出錯(cuò)一次，該壓控操作就會失敗，必須重新開始壓控。所以，現(xiàn)有的壓控方法對技術(shù)操作人員連續(xù)操作要求高，對泵車、管線設(shè)備要求高，壓力編碼位數(shù)多，重復(fù)操作泵車開、停次數(shù)多，因操作或設(shè)備原因，任何一位數(shù)打壓信號不正確，都會引起誤操作，從而導(dǎo)致壓控實(shí)施強(qiáng)度大、可靠性差。
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種井下智能分層壓控采油方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)壓控實(shí)施強(qiáng)度大、可靠性差的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是一種井下智能分層壓控采油方法，步驟如下 O為每個(gè)壓控開關(guān)器設(shè)定各自的壓控時(shí)間段；各壓控開關(guān)器的壓控時(shí)間段互不重疊；2)在任一個(gè)壓控時(shí)間段內(nèi)，進(jìn)行地面壓控操作，對于與該壓控時(shí)間段對應(yīng)的壓控開關(guān)器，其壓力傳感器記錄到設(shè)定的壓力編碼后，控制電機(jī)依照設(shè)定的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向根據(jù)當(dāng)前壓控開關(guān)器狀態(tài)判斷，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)使開關(guān)器狀態(tài)與當(dāng)前狀態(tài)相反。所述步驟2)中，如果初始井下壓力為低，則設(shè)定的壓力編碼為“10”；如果初始井下壓力為高，則設(shè)定的壓力編碼為“01”。所述步驟2)中，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向根據(jù)當(dāng)前壓控開關(guān)器狀態(tài)判斷；若開關(guān)器已經(jīng)打開，則電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)使開關(guān)器關(guān)閉，若開關(guān)器已經(jīng)關(guān)閉，則電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)使開關(guān)器打開。本發(fā)明的方法在預(yù)設(shè)階段為各開關(guān)器設(shè)定各自的壓控時(shí)間段，省去了開關(guān)編號段，而且電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間也是固定的，不需要再壓力編碼中通知微處理器，電機(jī)只有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，即開關(guān)有打開和關(guān)閉兩種狀態(tài)，所以只需要根據(jù)開關(guān)現(xiàn)在的狀態(tài)判斷下次動(dòng)作方向。在壓控操作前保證井下壓力維持高壓或低壓，則壓控編碼最少只需要兩位即可，壓控起始段 也可以省略，整個(gè)壓控編碼得到了極大的簡化。本發(fā)明的方法大大提高了操作的可靠性，降低了操作難度，減少了操作時(shí)間，提高了工作效率。


圖I是本發(fā)明的分層采油系統(tǒng)原理 圖2是壓控開關(guān)器原理 圖3是油層3采油示意 圖4是油層2采油示意 圖5是油層I采油示意 19一壓力表，20—壓力控制器，21—地面管線，22—套管，23-1、23-2、一油管，24—抽油桿，25—抽油泵，26-1、26-2—篩管，27_1、27_2—絲堵，28—水力錨，29-1、29_2、29_3—堵水封隔器，30-1、30-2、30-3—壓控開關(guān)器，31-單向閥，1、2、3—油層。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖I系統(tǒng)，首先預(yù)設(shè)定為壓控開關(guān)器30-1、30-2、30_3預(yù)設(shè)各自的壓控時(shí)間段A1、A2、A3，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間B1、B2、B3，每個(gè)壓控開關(guān)器僅在自己的壓控時(shí)間段內(nèi)，將減速電機(jī)接通電池，為減速電機(jī)供電；各壓控開關(guān)器的壓控時(shí)間段Al、A2、A3互不重疊；由于開關(guān)器相同，B1=B2=B3。比如，可以設(shè)定A1、A2、A3為每天的8點(diǎn)到12點(diǎn)、13點(diǎn)到18點(diǎn)、19點(diǎn)到24點(diǎn)。在每天的Al時(shí)段內(nèi)進(jìn)行壓控操作，只有壓控開關(guān)器30-1會響應(yīng)。在A2時(shí)段內(nèi)進(jìn)行壓控操作，只有30-2會響應(yīng)。如圖3所示為開采油層3時(shí)的示意圖。在任何一天在A3時(shí)間段，電池和減速電機(jī)接通，在通過地面壓力控制器20向套管22內(nèi)打高、低壓力，壓力表19記錄壓力，形成“10”兩位編碼信號，壓力傳感器將壓力信號傳遞給微處理器，微處理器向電機(jī)發(fā)出正向旋轉(zhuǎn)信號，減速電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)，運(yùn)行B3時(shí)間后，微處理器發(fā)出停止信號，減速電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，開關(guān)器30-3進(jìn)入持續(xù)開啟狀態(tài)，油層3開始采油。某一天油層3需要停止生產(chǎn)時(shí)，在該天的A3時(shí)間段，電池組和減速電機(jī)接通，在通過地面壓力控制器20向套管22內(nèi)打高、低壓力，壓力表19記錄壓力，形成“10”兩位編碼信號，壓力傳感器將壓力信號傳遞給微處理器，微處理器向電機(jī)發(fā)出反向旋轉(zhuǎn)信號，減速電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)B3時(shí)間后,微處理器發(fā)出停止信號,減速電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，壓控開關(guān)器30-3進(jìn)入持續(xù)關(guān)閉狀態(tài)，油層3停止采油，準(zhǔn)備換層采油。以上實(shí)施例采用了 “10”兩位編碼，是由于在初始狀態(tài)井下壓力為低壓(低于某設(shè)定值)，進(jìn)行壓控操作，使井下壓力跳變，升至高壓一段時(shí)間(如5分鐘)，然后再回落至初始壓力狀態(tài)。如果采用更多位數(shù)的編碼，如“1010”，也必須保證最終回到初始壓力狀態(tài)。同理，如果初始壓力狀態(tài)為高，可采用“01”、“0101”等編碼。以上實(shí)施例中，為壓控開關(guān)器預(yù)設(shè)壓控時(shí)間段，可以通過設(shè)置相應(yīng)硬件電路控制電機(jī)與電池之間的供電，在壓控時(shí)間段內(nèi)接通電路 使電池能夠?yàn)殡姵毓╇?，在其他時(shí)間段端口電路的供電連接。還可以設(shè)置微處理器，使其在壓控時(shí)間段以外處于休眠狀態(tài)，僅在壓控時(shí)間段以內(nèi)才會為電機(jī)提供控制信號，使電機(jī)工作。關(guān)于微處理器根據(jù)當(dāng)前開關(guān)狀態(tài)判斷下次電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向，屬于本領(lǐng)域人員熟知的慣用技術(shù)手段，在此不再贅述。如圖4、圖5分別為開采油層2、I時(shí)的示意圖，過程與開采油層3類同，不再贅述。
權(quán)利要求
1.一種井下智能分層壓控采油方法，其特征在于，步驟如下 為每個(gè)壓控開關(guān)器設(shè)定各自的壓控時(shí)間段；各壓控開關(guān)器的壓控時(shí)間段互不重疊； 在任一個(gè)壓控時(shí)間段內(nèi)，進(jìn)行地面壓控操作，對于與該壓控時(shí)間段對應(yīng)的壓控開關(guān)器，其壓力傳感器記錄到設(shè)定的壓力編碼后，控制電機(jī)依照設(shè)定的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向根據(jù)當(dāng)前壓控開關(guān)器狀態(tài)判斷，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)使開關(guān)器狀態(tài)與當(dāng)前狀態(tài)相反。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種壓控采油方法，其特征在于，所述步驟2)中，如果初始井下壓力為低，則設(shè)定的壓力編碼為“10” ；如果初始井下壓力為高，則設(shè)定的壓力編碼為“01”。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種壓控采油方法，其特征在于，所述步驟2)中，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向根據(jù)當(dāng)前壓控開關(guān)器狀態(tài)判斷；若開關(guān)器已經(jīng)打開，則電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)使開關(guān)器關(guān)閉，若開關(guān)器已經(jīng)關(guān)閉，則電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)使開關(guān)器打開。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種井下智能分層壓控采油方法，步驟如下預(yù)設(shè)定為每個(gè)壓控開關(guān)器預(yù)設(shè)各自的壓控時(shí)間段Ai，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間Bi，每個(gè)壓控開關(guān)器僅在自己的壓控時(shí)間段Ai內(nèi)，電機(jī)才能夠運(yùn)轉(zhuǎn)；任一油層的采油與停止采油對于該油層對應(yīng)的壓控開關(guān)器，在其壓控時(shí)間段Ai內(nèi)，進(jìn)行地面加壓操作，壓力傳感器記錄到至少兩位跳變的壓力編碼后，電機(jī)依照設(shè)定的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間Bi運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向根據(jù)當(dāng)前壓控開關(guān)器狀態(tài)判斷，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)使開關(guān)器狀態(tài)與當(dāng)前狀態(tài)相反。本發(fā)明的方法大大提高了操作的可靠性，降低了操作難度，減少了操作時(shí)間，提高了工作效率。
文檔編號E21B43/12GK102953714SQ20121041578
公開日2013年3月6日 申請日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者王小勇, 楊康敏, 彭元東, 馬宏偉, 楊軍虎, 焦明遠(yuǎn), 李洲 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司河南油田分公司石油工程技術(shù)研究院