專利名稱：用壓力波調(diào)控分層配水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田注水井內(nèi)分層配水的作業(yè)。
背景技術(shù)：
油田注水驅(qū)油開采中后期，需針對(duì)各層段剩余油的分布狀況對(duì)各油層段進(jìn)行配水，通過(guò)合理的分層配水使各油層段因注水獲得的動(dòng)力被調(diào)整到適當(dāng)?shù)某潭?，從而提高油井的產(chǎn)量。
注水驅(qū)油，是通過(guò)與油井相鄰層段相通的注水井實(shí)現(xiàn)的。在注水井中設(shè)有一注水管柱，該管柱由注水管、封隔器、配水器等組成，各層段之間由封隔器隔開，配水器裝在封隔器之間的注水管上，配水器上的堵塞器里裝著具有某一孔徑的水咀。分層配水就是通過(guò)更換不同孔徑的水咀，使注水量發(fā)生變化。
當(dāng)前所采用的分層配水的方法，是通過(guò)投撈作業(yè)施行的操作人員將專用工具通過(guò)相應(yīng)設(shè)備從井口下到注水管柱中到達(dá)需更換水咀的層段，將該處配水器上的堵塞器取下?lián)瞥龅孛?，更換水咀，再投放到該處并裝好。
由于投撈作業(yè)工藝復(fù)雜、施工難度大，加上井深和結(jié)垢等因素，使投撈作業(yè)多次不成功的情況時(shí)有發(fā)生，而且，各個(gè)層段水咀的更換必須一一進(jìn)行。因而，分層配水作業(yè)難度大，施工周期長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供一種替代投撈作業(yè)，在地面用壓力波調(diào)控井下各層段配水器過(guò)水面積從而實(shí)現(xiàn)分層配水的方法，達(dá)到既簡(jiǎn)易，又提高配水效能。
實(shí)現(xiàn)上述目的的方法是根據(jù)注水井需要配水的層段數(shù)量，將一組能接收地面壓力信號(hào)的壓控配水器各設(shè)定所在位置及動(dòng)作的壓力信號(hào)編碼，設(shè)置接收和執(zhí)行這些信號(hào)的程序；將裝有具備上述設(shè)置的壓控配水器的注水管下入水井中，并使其上各配水器位于相應(yīng)層段；以地面高壓泵產(chǎn)生的高壓水作壓力源，通過(guò)操作壓力源和井口裝置上的閥門，對(duì)需要調(diào)整水量的層段上的壓控配水器發(fā)出與其動(dòng)作相對(duì)應(yīng)的壓力編碼信號(hào)，使之產(chǎn)生過(guò)水面積的變化。
本發(fā)明所述的壓控配水器，由壓力傳感器1、控制電路2、電機(jī)3、閘門機(jī)構(gòu)4組成，見圖2?？刂齐娐穬?nèi)編有程序，能判斷壓力傳感器接收到的壓力信號(hào)是否與本配水器所設(shè)置的壓力信號(hào)編碼相同以及根據(jù)編碼傳遞的信息發(fā)出相應(yīng)的動(dòng)作指令；電機(jī)在動(dòng)作指令的控制下正或反轉(zhuǎn)以及轉(zhuǎn)規(guī)定的轉(zhuǎn)數(shù)或角度，帶動(dòng)閘門機(jī)構(gòu)動(dòng)作使過(guò)水面積增大或縮小。
所述的壓力編碼采取由地址碼和動(dòng)作碼相組合。
所述的壓力信號(hào)是由壓力與時(shí)間所構(gòu)成的各種壓力波形。
所述的裝有壓控配水器的注水管柱，是在現(xiàn)行注水管柱上的封隔器5之間的對(duì)應(yīng)層段處分別設(shè)置壓控配水器P1、P2、P3……構(gòu)成，見圖1。
工作時(shí)高壓水通過(guò)管線與井口裝置相連通，操作高壓泵和井口裝置上的閥門產(chǎn)生壓力變化，形成編碼信號(hào)。
打開壓力源和井口裝置上的閥門，壓力信號(hào)發(fā)至各層段壓控配水器，各配水器的壓力傳感器接收到信號(hào)呼喚后，進(jìn)入信息捕捉程序。井口工人按設(shè)定的由壓力與時(shí)間所構(gòu)成的波形操作，制造出與井下各壓控配水器相約定的編碼信號(hào)。當(dāng)壓控配水器接收到的信號(hào)同自己被設(shè)定的某一編碼相同時(shí)，控制電路按編碼信號(hào)使電機(jī)發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)閘門機(jī)構(gòu)執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，或者開大或者關(guān)小。
分層配水作業(yè)時(shí)，井口操作工按施工方案，分別對(duì)需要調(diào)整的層段的壓控配水器發(fā)出相應(yīng)的壓力編碼信號(hào)，全井配水施工即告完成。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1.利用地面現(xiàn)有設(shè)備通過(guò)壓力編碼，實(shí)現(xiàn)在地面對(duì)井下各層段注水量進(jìn)行遙控，大為降低了現(xiàn)行以投撈作業(yè)進(jìn)行分層配水的難度，減少操作人員，簡(jiǎn)化了作業(yè)設(shè)備。
2.操作簡(jiǎn)易、方便而且工作效率高、效果可靠。


圖1為裝有壓控配水器的注水管柱的示意圖；圖2為裝在注水管柱上的壓控配水器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為設(shè)置了具有壓控配水器的注水管柱的注水井示意圖；圖4為壓控配水器P1開通第1檔所對(duì)應(yīng)的編碼的壓力波形圖；圖5為壓控配水器P2開通第15檔所對(duì)應(yīng)的編碼的壓力波形圖；圖6為壓控配水器P3關(guān)閉所對(duì)應(yīng)的編碼的壓力波形圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合圖1、圖3、圖4以三個(gè)需控層段的注水井為例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
對(duì)由壓力傳感器、控制電路、電機(jī)、閘門機(jī)構(gòu)組成的壓控配水器，按配水器所要置于的層段和需要實(shí)現(xiàn)的各種過(guò)水面積，編制由地址碼和動(dòng)作碼相組合的編碼，在控制電路中設(shè)置接收和執(zhí)行所述編碼的程序。
本例對(duì)將置于圖3中層段1、層段2、層段3處的配水器P1、P2、P3設(shè)置的編碼采用七位二進(jìn)制編制法，前三位為地址碼，后四位為動(dòng)作碼，一種地址碼與多種動(dòng)作碼相組合，以實(shí)現(xiàn)一個(gè)配水器的多種過(guò)水等級(jí)。本例所采用的動(dòng)作碼有16種，從0000～1111，其中0000為關(guān)閉的動(dòng)作碼，從0001～1111為配水器閘門開通15個(gè)檔位的動(dòng)作碼。
設(shè)定P1開通的15個(gè)檔位的編碼為0010001、0010010、0010011、……
0011111P1關(guān)閉的碥碼為0010000P2開通的15個(gè)檔位的編碼為0100001、0100010、0100011、……0101111P2關(guān)閉的編碼為0100000P3開通的15個(gè)檔位的編碼為0110001、0110010、0110011、……0111111P3關(guān)閉的編碼為0110000編碼中每一位代號(hào)所占用的時(shí)間為5分鐘，壓力＞5MPa為“1”，＜5MPa為“0”。
上述編碼中，以P1的0010001、P2的0101111、P3的0110000為例，繪出波形圖，見圖4、圖5、圖6。
當(dāng)對(duì)注水井施工時(shí)，將完成了上述設(shè)置的壓控配水器P1、P2、P3根據(jù)各所設(shè)定的層段如圖1所示安裝到注水管6上封隔器5之間，下入注水井7中，各個(gè)壓控配水器對(duì)應(yīng)相應(yīng)層段，參見圖3。
當(dāng)要進(jìn)行配水作業(yè)時(shí)，利用地面高壓泵產(chǎn)生壓力，根據(jù)施工方案確定的注水量，按相應(yīng)的編碼波形操作井口裝置閥門，將信號(hào)發(fā)至各壓控配水器，使其閘門處于相應(yīng)的位置，完成分層配水作業(yè)。
下面以開通壓控配水器P1第1檔為例說(shuō)明壓力編碼的發(fā)送。
P1開通第1檔的編碼為0010001，波形圖見圖4。
在發(fā)送每一組編碼信號(hào)前，要加發(fā)一個(gè)壓力值為5MPa以上、時(shí)間為1分鐘的同步信號(hào)，圖4中T表示。
操作產(chǎn)生高壓水的高壓泵和井口裝置閥門1.發(fā)送同步信號(hào)將井口壓力加到5MPa以上，保持1分鐘后回降到＜5MPa壓力。
2.發(fā)送0信號(hào)在＜5MPa壓力下第5分鐘起再保持5分鐘，壓控配水器P1這時(shí)檢測(cè)到的壓力＜5MPa，將0信號(hào)接收。
3.發(fā)送0信號(hào)從第10分鐘起將＜5MPa壓力保持5分鐘，第二個(gè)0信號(hào)接收。
4.發(fā)送1信號(hào)從第15分鐘起，將壓力升到5MPa以上并保持5分鐘，井下的壓控配水器P1檢測(cè)到的壓力信號(hào)＞5MPa，將1信號(hào)接收。
5.發(fā)送0信號(hào)從第20分鐘起將壓力降至＜5MPa并保持15分鐘，井下的壓控配水器P1陸續(xù)將三個(gè)0信號(hào)接收。
6.從第35分鐘起將壓力升到5MPa以上并保持5分鐘，壓控配水器P1將1信號(hào)接收。
開通P1第1檔的壓力編碼0010001發(fā)送完畢。
以此類推，完成各層段的編碼發(fā)送。
權(quán)利要求
1.用壓力波調(diào)控分層配水的方法，其特征是根據(jù)注水井需要配水的層段數(shù)量，將一組能接收地面壓力信號(hào)的壓控配水器各設(shè)定所在位置及動(dòng)作的壓力信號(hào)編碼，設(shè)置接收和執(zhí)行這些信號(hào)的程序；將裝有具備上述設(shè)置的壓控配水器的注水管柱下入注水井中，并使其上各配水器位于相應(yīng)層段；以高壓泵產(chǎn)生的高壓水作壓力源，通過(guò)操作壓力源和井口裝置上的閥門，對(duì)需要調(diào)整水量的層段上的壓控配水器發(fā)出與其動(dòng)作相對(duì)應(yīng)的壓力編碼信號(hào)，使之產(chǎn)生過(guò)水面積的變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用壓力波調(diào)控分層配水的方法，其特征是，所述的壓力信號(hào)編碼采取由地址碼和動(dòng)作碼相組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的用壓力波調(diào)控分層配水的方法，其特征是，所述的壓力信號(hào)是由壓力與時(shí)間所構(gòu)成的各種壓力波形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2的用壓力波調(diào)控分層配水的方法，其特征是，一種地址碼與多種動(dòng)作碼組合，使壓控配水器的過(guò)水面積產(chǎn)生多個(gè)擋位。
全文摘要
用壓力波調(diào)控分層配水的方法，涉及油田注水井內(nèi)分層配水作業(yè)。是根據(jù)注水井需要配水的層段數(shù)量，將一組能接收地面壓力信號(hào)的壓控配水器各設(shè)定所在位置及動(dòng)作的壓力信號(hào)編碼，設(shè)置接收和執(zhí)行這些信號(hào)的程序，將裝有具備上述設(shè)置的壓控配水器的注水管柱下入注水井中，并使其上各配水器位于相應(yīng)層段；以地面高壓泵生產(chǎn)的高壓水作壓力源，通過(guò)操作壓力源和井口裝置上的閥門，對(duì)需要調(diào)整水量的層段上的壓控配水器發(fā)出與其動(dòng)作相對(duì)應(yīng)的壓力編碼信號(hào)，使之產(chǎn)生過(guò)水面積的變化。本發(fā)明用地面遙控的方式，大為降低了以投撈作業(yè)的方式進(jìn)行分層配水的難度，簡(jiǎn)化了作業(yè)設(shè)備和工人，成功率高、效果可靠。
文檔編號(hào)G05B19/02GK1619097SQ200410061228
公開日2005年5月25日 申請(qǐng)日期2004年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月27日
發(fā)明者陳琳, 吳杰, 陳愛民 申請(qǐng)人:吳杰, 陳琳