[发明专利]一种超长波和压力波编码控制的多功能井下智能执行器

说明书

技术领域

 本发明涉及一种在石油勘探开发工作中，使用超长波信号传输和模拟压力波编码信号对井下的智能执行器进行多项操控作业的装置，其特点在于能够实现不动管柱进行：多层的注水在线测调、多层的分层采油、多层的产能测试、找堵水、多层的动态验封、多层的油层压力和温度记录，并上传到地面接收设备的一种多功能井下智能执行器控制系统。

背景技术

在石油开采过程中，为了提高原油产量，注水目前是重要的增产手段之一，在此过程中，为了实现科学注水，精细注水，需要对注水井各层根据地质设计进行注水量的调配。目前常用的方法是通过反复的投捞井下水咀，通过更换水咀的大小来达到设计配注要求。实施过程中因结垢，锈蚀，井斜等因素，造成投捞调配费工费时，成功率降低，作业费用较高。采油的过程中需要对各层段的产液能力、出水情况进行掌握，常规的方法是通过作业队反复下多趟管柱，对油井各层分别用桥塞封卡，然后测得各层的产量数据和含水数据来确定开采层位。如果是多层同时开采，需要用封隔器对各开采层进行封隔，常规验封需要在坐封作业完毕后下入压力计，对各层的静态压力进行测试后，分析封隔效果，无法实现动态验封。油田生产过程中，为了了解储层的情况，掌握相关数据，为下一步开采提供科学依据，需要经常对油水井进行生产测试，这些测试作业都需要关井停产后，再下入专用的测井仪器，对井下各层的压力、温度进行数天的测试，费工费时，同时也影响开井率。

发明内容

 为了解决油田作业中，注水井反复投捞调配、油井找堵水多趟管柱封卡作业、多层开采中封隔器工作状况盲目、了解井下温度压力数据需要再次进行测井操作的这些问题和不足。本发明提供一种超长波和模拟压力波编码控制的多功能井下智能执行器控制系统，与封隔器组合后，能够兼备注水井在线测调、油井一趟管柱测产、找堵水、油水井多层动态验封、油水井压力温度连续监测并能上传至地面接收设备的多功能于一体的井下智能执行器控制系统，并可以作为生产管柱在井下长期使用。

技术方案

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明的核心是利用超长波穿透能力强，模拟压力波编码传输距离远的特点，解决了数据在井下恶劣环境的传播问题。本发明有井下智能执行器和地面控制接收器两部分构成。井下智能执行器有外筒、中心管、内检测装置、外检测装置、电池组、含电子芯片的数据采集分析处理电路板及软件、信号接收与发送装置、执行电机和包括死堵（咀径为0mm）等各种常用咀径的水咀套件组成，这些组件分别密封并集合在一个腔体里，水咀套件有内外连通的控制通道，调整不同的咀径则控制了通道的流量大小，不同的咀径有不同的控制编码。发射接收系统由于功耗较大，平时处于休眠状态，系统收到唤醒指令后，启动发射接收系统。地面控制接收器有主机（包含有箱体、电源、电路板、软件）、和用于取数据及在线注水调配的电缆、靠电缆携带的发射接收器、超长波模拟压力信号发生器、接收器五个部分组成。地面控制设备对井下工具的控制通信途径根据需要，分为电缆携带无线发射接收天线进入井下和超长波模拟信号发生器、接收器在井口控制两种。用于油井的测产、找堵水、动态验封这三项作业，使用地面控制接收器控制的超长波模拟信号发生器，通过高压管线，向井下传送由软件控制的相应的压力波形数据编码，井下各层的智能执行器在下入井下前，各自均有已设定属于自己的身份编码和信号指令编码。内检测装置收到信号后，进行分析，如果属于发给自己命令，可命令执行机构执行所需要的打开或者关闭或者水咀调整大小的动作。外检测装置则检测自己层位的压力与温度，输入电路板存储，作为分析的依据。并可根据接收到的指令，执行将数据反馈至地面接收设备的相应程序。注水在线测调和井下数据上传，因这两项作业数据传输量较大，则需要通过电缆携带的超长波发射接收器，下入与井下智能执行器接近的位置，进行无线识别对接与数据交换、传输，执行数据上传至地面接收存储设备和调整水咀大小等指定动作，实现省时、省力、降低作业费用、提高作业效率的目的。  

附图说明

  

 图1是井下智能执行器的结构示意图

图2 是实现分层采油中的找堵水和测产及动态验封功能的全井说明示意图

图3是靠电缆传输取数据的全井示意图

图4是注水在线测调的工作全井示意图