[发明专利]注水井智能流量监控装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种注水井控制检测设备，尤其是一种注水井智能流量监控装置。

背景技术

在石油资源开采后期，由于地层压力的下降，常采取注水方式来补充油田能量。油田注水的目的是为了保持油田能量，保持油层压力，提高供液能力，降低原油递减率，以达到进一步开采石油的目的，是实现原油高产、稳产的重要手段。特别是油田进入中后期开发阶段，各种增油措施效果越来越差，稳产难度日益增大，强化有效的注水是目前改善油田开发效果的关键。

为保持地层压力，需不断加大注水量。注水情况的好坏直接关系到油田的稳产与否，如果注水不稳定，会导致暴性水淹，油层注水波及不平衡，水驱动用程度低。由于受油田井下地质情况变化以及洗井、供水不足等因素的影响，注水系统的配注量在不同开发时期是不同的，注水量随开采状况的变化，需要经常调整。

当油井压力发生变化时，注水量就会随之改变，目前很多油井注水量主要是人工控制。每口注水井都安装有高压阀门、压力表、高压注水表。所用的注水阀门多为高压闸阀或截止阀，开关时需要人工旋转手轮，用来打开或关闭阀门。操作人员根据注水工艺配注量进行人工调节，由于闸阀或截止阀不适于经常性调节，丝杆和螺母磨损易漏，加之由于人工控制的时间滞后效应，不能对注水出现的异常情况及时处理，特别是夜间，由于压力波动，操作人员不能及时发现并做出处理，使得注水量失控或反吐“倒灌”，严重时造成地层出砂，严重影响油田的稳定开发和安全生产。对于周期短的间注水井和层间矛盾突出或测试难度大的油井，人工测试的控制精度差，注水量调节难度大，工作量大，注水倒流和因此引起的地层出砂现象时有发生。另一方面，大部分油田注水压力都在10～40MPa之间，属高压力危险环境，普通闸阀或截止阀易损易漏，在实际中存在着许多的不安全因素，现场人工调节不安全。另外，注水流量人工调节，程序繁琐。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种监控方便、节省人员、监控调节及时精确的注水井智能流量监控装置。

本发明解决进一步技术问题所采用的技术方案是：一种注水井智能流量监控装置，包括监控中心、数据采集系统，数据采集系统包括GPS通讯模块、数据采集模块，数据采集模块包括单片机、流量计、阀体控制模块，GPS通讯模块、流量计、阀体控制模块分别与单片机连接，GPS通讯模块与监控中心进行远程的无线通讯。

此项设置利用流量计对油田注水井流量进行监测，并把实时的检测值传送给单片机，单片机根据事先设置的参数通过阀体控制模块控制阀门的开启，利用模糊控制技术调节阀门状态，从而实现注水量的调节，还利用监控中心与GPS通讯模块之间的连接实现GPS无线通信网和计算机网络技术实现油田注水井的远程监控，采集的数据利用GPS通信模块，将数据传送到监控中心，这样工作人员不必到现场即可及时、准确地获取现场工况信息，此外，可以随时判断设备的工作状态，及时发现故障，最大限度地降低了由事故带来的损失。

本发明的进一步设置为：阀体控制模块包括电动机、调节阀，电动机的输出端与调节阀的输入端连接，电动机与单片机连接。

此项设置阀体控制模块采用电动机与调节阀实现，为了保持阀门开度位置避免频繁的正反转控制切换，以及电动执行机构惯性失调和振荡，利用模糊自适应PID控制来实现对阀门的操作。

本发明的进一步设置为：还包括传感器、调理电路，传感器的输出端与调理电路的输入端连接，调节电路与单片机连接。

此项设置在单片机上设置了传感器，由于油田现场的情况比较复杂，各种环境因素很多，为了做到更全面的监控，设置了传感器，传感器和流量计配合可以采集更多的数据，比如温度、压力、流量等很多数据，使本发明的适用性更加广，监控和控制更加全面、安全。

本发明的进一步设置为：还包括太阳能电源，太阳能电源与单片机连接。

此项设置采用的是太阳能电源，考虑到大部分油田地处边远地区，油井分散等问题，还有当外电网引入困难，经济不合理时，油田应建立独立的发电供电体系，因此本发明采用太阳能电源，不仅供电方便，而且独立、节能、环保。

本发明的进一步设置为：还包括注水控制系统，单片机与电动机连接，电动机与调节阀连接，调节阀与单片机分别与流量计连接，构成注水控制系统。