[发明专利]注水井多级配水器传感器数据通讯网络构建方法及结构

说明书

技术领域

本发明涉及油气开采领域的信息传输技术与设备，具体涉及一种注水井多级配水器传感器数据通讯网络构建方法及结构。

背景技术

在当前采油注水井中往往有多个注水层分布在不同的深度，每个注水层都需要布设一个配水器，而每个配水器都是用油管串接起来。在每个配水器中往往需要安装压力传感器和流量传感器等，用这些传感器监测、计量配水器的注水情况。由于受到井下结构及配水器构造的限制，这些传感器都是独立安装，各传感器间没有任有线或无线的电连通，所以要获取这些传感器采集的数据就必须将传感器取到地面上读取数据。为了读取传感器采集的数据，就需要将注水井中的油管全部起出，这样操作工程量相当大，或使用另一种方法即由地面下放一数据读出装置分别与各传感器对接通讯从中读取数据，这种方法对于在只有单级配水器的注水井中还可以，如果是在多级配水器的注水井中该方法就存在以下几方面的问题：1.对于多级配水器来说每个配水器中都有独立的传感器，要获取这些传感器的数据，由地面下放的数据读出装置就必须依次分别与每个传感器对接从中读取，按此方法操作不但繁琐、费时、费力，而且对接的可靠性差数据读出的成功率不高，作业成本也高；2.一旦多级配水器中的某些配水器位于井斜角大于45。的井段，或是在水平井中的水平段上时，那么该方法是几乎无法进行操作的；3.该方法无法实现多级配水器的数据实时传输以及对配水器的实时控制。

因此要克服上述问题，就需要将多级配水器中所有传感器的数据能通过一无缆传输通道汇集到井下的数据存储包中，该数据存储包安装在井下合适的位置以便于数据读出装置能与其对接读出数据，或是利用本发明人在名称为“一种用于油气田井下无电缆交直流电力输送方法与装置”的发明申请中构建的“电力传输通道”将数据存储包中汇集的数据传输到地面。

油气田的注水井的结构中都包括由导电良好的钢管制成的油管和井筒套管，井筒套管套在油管的外围，两者之间有较大空隙。本发明人在名称为“一种用于油气田井下无电缆交直流电力输送方法与装置”的发明申请中，利用油管作为地线，井筒套管作为电力传输线，构建了一条联通地面和井下设备的电力传输通道，以下简称为“电力传输通道”。另外，发明人在名称为“一种用于油气井的无线双向信息传输装置”的发明申请中，利用所述的“电力传输通道”实现了地面与井下设备间的信号传输功能。

发明内容

为实现对井下配水器传感器的数据实时传输和对配水器的实时控制，本发明提供一种注水井多级配水器传感器数据通讯网络构建方法及结构。所述方法利用井内已有管柱作为信息传送载体，构建通讯网络总线和共地线，并将所有安装在各级配水器中的传感器都挂接在这个网络总线上，形成了连接多级配水器传感器的数据通讯网络，实现了井下多级配水器传感器的数据实时传输和对配水器的实时控制。

为实现上述目标，本发明采用以下技术方案：

一种注水井多级配水器传感器数据通讯网络构建方法，所述方法利用采油注水井中的油管、井筒套管和配水器都是由导电良好的钢管制成，且各配水器均用油管连接起来的特点，在第一级配水器（最上面的一级配水器）与油管连接处安装一绝缘隔离接头，将第一级配水器及其以下用油管串接的多级配水器与第一级配水器上面的油管绝缘连接，同时，在各配水器与井筒套管间安装防贴靠绝缘扶正器，使第一级配水器以下部分与井筒套管不接触，保持它们之间绝缘，这样就可以用多级配水器和油管构建通讯网络总线，用井筒套管构建通讯网络共地线。在每个配水器中配置一个传感器数据存储及通讯接口电路，所有安装在各级配水器中的传感器都通过所在配水器上的传感器数据存储及通讯接口电路挂接在这个网络总线上。在第一级配水器中加装一个信号上传电路，用于收集、存储和转发各传感器采集的数据。

每个传感器将采集的数据输入到所述传感器数据存储及通讯接口电路中，该电路将接收的传感器数据发送到网络总线上，而所述信号上传电路从网络总线上收到数据后进行载频调制，然后利用“电力传输通道”发送到地面。所述信号上传电路也可以将所有传感器发送到网络总线上的数据存储起来，等待由钢绳吊装读出器通过油管下放到所述信号上传电路位置，在接口对接后从所述信号上传电路中取出数据。