分体式智能配水系统的制作方法

本发明属于油田注水配水，尤其涉及一种分体式智能配水系统。

背景技术：

1、在油田生产中，为了提高采油产量，常常需要在油井的周边设置注水井，通过注水井向地层内注水，使地层压力提升，以增加油井产量。注水时，需要在注水井井下设置与注水地层层数数量相同的配水装置，并通过调整各配水装置内水嘴处的通径来调整各地层的注水量。

2、目前，自动配水技术是最先进的配水技术，该技术中采用的配水装置通过供电通讯电缆与地面建立通信连接并实现供电，配水装置内含有用于调整水嘴开度的电机和用于监测注水流量的流量计。使用时，流量计将监测到的流量值上传至位于地面的控制器，控制器将监测到的流量值与预设值进行对比，并将根据对比的结果向电机发送动作指令，实现对水嘴开度的自动调节，进而实现自动配水。

3、现有的自动配水技术实施时，配水装置中的电路器件所在空间必须采用密封结构进行密封，否则会造成电路进水损坏。然而，在井下高温、高压、含酸(碱)以及零件加工精度和装配精度等多种因素作用下，长期使用后，保证密封结构百分之百的可靠是很难做到的，由于密封失效造成电路故障的情况时有发生。发生电路故障后，需要通过起管柱作业的方式将井下配水装置取出维修，因此，现有的自动配水技术运营后期维护成本急剧升高，严重削弱了自动配水技术本身的经济效益，也严重影响该技术推广。

技术实现思路

1、为了弥补现有自动配水技术的缺陷、解决其维护成本高、不利于推广的问题。本发明提供一种分体式智能配水系统。该分体式智能配水系统具有将现有自动配水技术中的配水装置分散开来、独立为配水器和测调仪两大组件，通过将简单可靠的部件设计在固定安装的配水器上，将易损部件集合到可方便更换的测调仪上。既保留了自动配水技术的自动化、智能化、低前期投入的优点，又避免了现有的自动配水装置的一损全损、维护难成本高的问题。

2、本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

3、一种分体式智能配水系统，包括地面控制器、供电通讯电缆、注水管道和配水装置，其中，配水装置至少有一套，各配水装置通过注水管道串联安装在井下，地面控制器通过供电通讯电缆与配水装置连接，配水装置内设置有可调水嘴；

4、各所述的配水装置均包括配水器和测调仪两部分，配水器的中央设置有中央通道，测调仪插装在该中央通道内；

5、所述配水器内设置有第一电气组件，所述供电通讯电缆引入配水器后与第一电气组件连接；

6、所述测调仪的结构包括打捞头、流量计、第二电气组件、电机、支臂总成、蓄电池和引导头组件；打捞头位于测调仪的最上端，；蓄电池为流量计和电机供电；第二电气组件与第一电气组件内设置有无线充电模块和无线通信模块，第一电气组件通过无线充电模块向第二电气组件输送电能，第二电气组件再将电能储存在蓄电池中；

7、流量计采集到的数据和电机的参数汇总至第二电气组件，并通过无线通讯方式传输至第一电气组件，继而通过供电通讯电缆传输至地面控制器；同理，地面控制器发出的控制指令，依次经由供电通讯电缆和第一电气组件传输至、第二电气组件后传输至电机，通过电机输出的动力驱动可调水嘴，实现地层注水量的调整。

8、作为优选方案，所述流量计位于测调仪的上部，测调仪插入配水器最深处时，流量计仍然位于配水器上方。

9、作为优选方案，所述引导头组件包括导向体、自锁滑块、滑块弹簧、扶正弹片和解锁拉杆；

10、解锁拉杆滑动安装在导向体上部的中央，解锁拉杆的上端从导向体的上端伸出并与测调仪的其它部分固定连接，解锁拉杆与导向体之间设置有复位弹簧，解锁拉杆在复位弹簧的弹力作用下始终保持沿引导头的轴线向下滑动的趋势；

11、导向体的侧面设置有用于容纳自锁滑块的凹槽，自锁滑块的上端铰接在该凹槽内，所述滑块弹簧设置在自锁滑块的中部与凹槽的槽底之间，自锁滑块在滑块弹簧的弹力作用下始终保持向外张开的运动趋势；

12、自锁滑块下端的外侧固定设置有卡位钩，测调仪插入至配水器的中央通道内之后，卡位钩能够钩住配水器的内壁，从而将测调仪固定在配水器上；

13、所述解锁拉杆的下端和所述自锁滑块的上端均设置有钩状端头，并且两个钩状端头相互咬合，解锁拉杆相对于导向体向上滑动过程中，自锁滑块的下端在两个钩状端头的相互作用下向所述凹槽内收起，最终使卡位钩与配水器的内壁脱离；

14、所述扶正弹片固定安装在导向体的侧面并向外隆起。

15、作为优选方案，所述配水器内设置有两个传感器，分别称为内压传感器和外压传感器，内压传感器用于测量配水器内侧压力，外压传感器用于测量配水器外侧压力。

16、作为优选方案，所述第一电气组件内侧的结构件和第二电气组件外侧的结构件均由非金属材料制成。

17、作为优选方案，所述非金属材料为聚醚醚酮。

18、本发明具有如下有益效果：

19、本发明中，配水装置分为配水器和测调仪两部分，通过采用这种分体式设计方案，将容易发生故障的部分集中在测调仪上，万一发生故障，直接更换测调仪即可。既保留了现有的一体式自动配水系统的自动化、智能化、低前期投入的优点，又避免了一体式配水系统的一损全损、维护难成本高的问题。在实际应用中，可实现几个人、一台车、几个小时完成整口井的全部测调仪更换，避免了一体式维修需要至少十天半个月的全井管线的起出、下放作业，以及配套施工的若干大型机械设备、全班组人员的支持。为油田生产节俭了大量人力、物力、财力。节能减排效果明显。

技术特征：

1.一种分体式智能配水系统，包括地面控制器(1)、供电通讯电缆(2)、注水管道(5)和配水装置，其中，配水装置至少有一套，各配水装置通过注水管道(5)串联安装在井下，地面控制器(1)通过供电通讯电缆(2)与配水装置连接，配水装置内设置有可调水嘴(8)，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种分体式智能配水系统，其特征在于：所述流量计(10)位于测调仪(4)的上部，测调仪(4)插入配水器(3)最深处时，流量计(10)仍然位于配水器(3)上方。

3.根据权利要求1所述的一种分体式智能配水系统，其特征在于：所述引导头组件(16)包括导向体(20)、自锁滑块(22)、滑块弹簧(24)、扶正弹片(25)和解锁拉杆(18)；

4.根据权利要求1所述的一种分体式智能配水系统，其特征在于：所述配水器(3)内设置有两个传感器，分别称为内压传感器和外压传感器，内压传感器用于测量配水器(3)内侧压力，外压传感器用于测量配水器(3)外侧压力。

5.根据权利要求1所述的一种分体式智能配水系统，其特征在于：所述第一电气组件(7)内侧的结构件和第二电气组件(11)外侧的结构件均由非金属材料制成。

6.根据权利要求5所述的一种分体式智能配水系统，其特征在于：所述非金属材料为聚醚醚酮。

技术总结
本发明属于油田注水配水技术领域，尤其涉及一种分体式智能配水系统，包括地面控制器、供电通讯电缆、注水管道和配水装置，各所述的配水装置均包括配水器和测调仪两部分，配水器的中央设置有中央通道，测调仪插装在该中央通道内；所述配水器内设置有第一电气组件，所述供电通讯电缆引入配水器后与第一电气组件连接；所述测调仪的结构包括打捞头、流量计、第二电气组件、电机、支臂总成、蓄电池和引导头组件；打捞头位于测调仪的最上端；蓄电池为流量计和电机供电；第二电气组件与第一电气组件内设置有无线充电模块和无线通信模块。本发明通过采用分体式设计方案，将容易发生故障的部分集中在测调仪上，万一发生故障，直接更换测调仪即可。

技术研发人员：董向军,吴新涛,刘军
受保护的技术使用者：董向军
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14