[发明专利]一种井下流量、压力和温度监测的无线式分层注水方法

说明书

本发明公开了一种井下流量、压力和温度监测的无线式分层注水方法，声波发射器发送配注量调节声波信号，声波注水工作筒接收后，判断层位并分析数据，调节水嘴至配注值；声波发射器发送流量、压力和温度监测声波信号，经过编码，编码信息包括层位信息、数值类型、数值权重和数值大小；声波注水工作筒接收声波信号后解码，确定数值类型和数值权重，声波发射器依次发送0至9，与井下声波注水工作筒记录的数值进行比较，两个数值相等，判断数值类型及数值权重上的数字，重复步骤直至确定出解码所得数值类型的百位、十位和个位数字，完成井下待监测注水层的流量值、压力值和温度值的传输。

技术领域

本发明涉及一种油田注水井用的分层注水工艺，具体涉及一种井下流量、压力和温度监测的无线式分层注水方法。

背景技术

注水是油田开发中提高采收率、保持油田高产稳产的有效手段。目前，井下分层注水的方法主要有：机械投捞式分层注水方法和电缆遥控式分层注水方法。机械投捞式分层注水方法受井斜影响大，在大斜度井和水平井中无法应用。而电缆遥控式分层注水方法需要在井下下入电缆，操作复杂、费用较高。此外，受井筒直径限制，电缆遥控式分层注水无法在小直径井眼中应用。李仁忠等提出了一种声波遥控分层配水的方法(见专利号CN101498211A，中国，公布日2009年8月)，利用声波技术遥控井下动作，实现分注井的精确配水。该方法无需在井下下入电缆，操作简单，但该方法只能实现地面和井下的单向通信，无法监测井下流量、压力和温度等参数，只能是地面向井下单向传输或控制。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有分层注水技术中存在的受井斜和井筒直径影响大、无法实现地面和井下的双向通信问题，提供一种井下流量、压力和温度监测的无线式分层注水方法，不受井斜和井筒直径影响，可以实现地面和井下的双向通信，操作简便、经济高效。

一种井下流量、压力和温度监测的无线式分层注水方法，包括以下步骤：

S1：地面控制器控制声波发射器，发送配注量调节声波信号，声波注水工作筒接收声波信号后，判断层位并分析数据，调节水嘴开度大小至配注值，完成对注水层位的选择和流量控制；

S2：地面控制器控制声波发射器发送井下流量、压力和温度监测声波信号，声波信号经过编码，编码信息包括层位信息、数值类型、数值权重和数值大小；其中，数值类型包括流量、压力、温度，数值权重包括百位、十位、个位，数值大小具体为0-9之间的数值；

S3：待监测注水层的声波注水工作筒接收步骤(2)中所述的声波信号后解码，确定声波信号的数值类型和数值权重，声波发射器按时间序列依次发送0至9的声波数字信号，发送的数字与井下声波注水工作筒记录的相应数值类型和数值权重的数值进行比较，如果两个数值相等，声波注水工作筒水嘴前的电磁快开/关阀关闭，通过地面控制器观察到井口压力上升，从而判断对应数值类型及数值权重上的数字，重复上述步骤直至确定出解码所得数值类型的百位、十位和个位数字，最终完成井下待监测注水层的流量值、压力值和温度值的传输；其中，数值类型包括流量、压力、温度，数值权重包括百位、十位、个位。

进一步地，所述S1中的声波信号包含声波注水工作筒层位标识信息和流量值信息。

进一步地，所述S3中待监测注水层的声波注水工作筒水嘴开启，其他注水层的声波注水工作筒水嘴关闭。

进一步地，所述声波发射器内设置有声波制造元件，所述声波制造元件产生的声波频率、幅值、波形由地面控制器设定，所述声波制造元件浸没于注水管柱液体内，所述声波信号通过注水管柱内液体传至井下对应注水层的声波注水工作筒，声波注水工作筒接收信号并动作。

进一步地，所述注水管柱包括由下至上依次连接的堵头、声波注水工作筒、油管及油管短节、设置于套管顶部的井口装置，所述声波发射器安装在井口装置上，由地面控制器供电，所述套管内通过套设于油管及油管短节外部的分层工具进行分层，其中，每个注水层对应一个声波注水工作筒。