[发明专利]一种模块化高温多功能智能井下测控系统

说明书

技术领域

本发明涉及油田井下注采领域以及地质井下测控领域中的井下检测与控制。

背景技术

注水作为油田稳产增产的重要措施之一，在油田开发中的地位越来越重要。胜利油田分公司目前投入开发油田59个，其中注水开发油田54个（657个开发单元），水驱动用于地质储量27.93×10⁸吨，占分公司动用储量的84.4%，胜利油田总注水井数6528口，配注水量67.34×10⁴m³/d，开井4923口，配注水量58.68×10⁴m³/d，开井率75.4%，日注水量55×10⁴m³/d。方案分注井2743口，在油田注水开发的过程中，为了缓解层间、层内和平面矛盾，提高注水效率和波及体积，提高原油采收率和采出程度，国内外许多油田采用了分层注水的开发方式，分层注水技术的研究开发和应用越来越重要。随着地质探测、海油、陆地石油的开发不断的深入，对于高温设备的需求日益加剧，目前新疆吐哈油田、天津大港油田、冀东油田等高温井越来越多，高温井下分层注采，精确调节每一层段的注水量对与石油产出极为重要，目前油田调整井下流量的测调设备基本上有单双流量井下测调仪、双导向双流量井下测调仪、桥式同心测调仪、桥式同心测调仪、桥式偏心分层流量测调仪、直读式偏心验封仪、分层注水集成式配水系统、验封测调仪、水嘴投劳仪、井下高温压力计、井下流量计等仪器，但是，仪器仅仅工作在125℃左右范围内，在集成度、高可靠性、多功能上以及通用性上不能满足日益发展的需要。因而实施模块化高温多功能智能井下测控系统对于解决高温恶劣环境的科学测量与控制、提高原油采收率、降低多种仪器开发成本具重要意义。

发明内容

本发明提供了模块化高温多功能智能井下测控系统，以解决井下125℃以上高温恶劣环境的检测与控制，同时解决传统井下仪器电路结构分散、集成度低、可靠性差、体积大、通用性差、功能少、智能化低，维修困难。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

模块化高温多功能智能井下测控系统，包括井上供电通讯计算机单元、井下部分。所述的井下部分包括井下高温供电单元、高温压力信号采集单元、高温温度信号采集单元、高温恒流励磁单元、高温流量信号单元；高温直流电机驱动器单元、放大器、井下通讯单元、中央处理单元和存储器。井下部分安装在密封探管内，通过绞车电缆连接下到井下。所述高温压力信号采集单元、高温温度信号采集单元、高温流量信号单元采集并输出温度、压力、流量模拟信号，该模拟信号通过集成厚膜芯片放大器进行信号放大、滤波、整形、保护处理，通过所述的中央处理单元将放大、滤波、整形和保护处理的模拟信号转换成数字信号，进行分析处理；处理后的数据存储在存储器的同时，通过井下通讯单元进行同轴变频载波再将信号传至井上供电通信计算机单元；所述集成厚膜芯片是在陶瓷基片上印制图形并经过高温烧结形成无源网络。

进一步，所述的高温压力信号采集单元为高温传感器，采用宝石芯体；所述的高温温度信号采集单元为高温温度传感器；高温流量信号单元为高温流量传感器所述的高温恒流励磁单元为励磁线圈，采用聚酰亚胺材料。

进一步，压力、温度、流量传感器信号的放大、信号滤波、采集信号读取、计算机曲线校准拟合为信号采集系统。

进一步，通讯计算机单元具有变频载波功能，最远距离可以传输9Km。

进一步，所述的供电单元，具有宽电压输入，三路电压输出，电流文波低与0.1%以及高精密电压基准5v和10v，精度0.05%。

［0010］再进一步，所述的直流电机驱动单元具有三路电机控制功能，耐压200V，输出电流1A，通过中央处理单元控制。

再进一步，所述的电路具有电机位置反馈、电机过流保护、电机过流电源保护、信号采集过压保护功能。

所述的井上供电通讯计算机单元用于井下设备供电、载波通讯、井下仪器电压调节、供电保护以及计算机交互；软件采用模糊PID控制和算法处理。

本发明与现有技术相比，其技术效果显著。首先，采用厚膜集成芯片将分立元件集成在陶瓷硅板上，电阻、电容植入硅板上，进行封装处理，从而达到耐高温、体积小、抗干扰性，其次，整体分成九个模块，可以选择性安装在母板上，更换维修简单，达到使用单芯片完成每一模块功能。最后，耐高温材料的选用可以提高整个系统在井下高温条件下地稳定性和准确性。

附图说明