一种分层注水系统的制作方法

本发明涉及油田分层注水，尤其涉及一种分层注水系统。

背景技术：

1、注水是国内油田的主体开发技术，国内产量的80％来自注水开发。国内油田普遍具有多层、非均质性特点，笼统分注会导致单层突进，广泛采用分层注水。为了进一步提高分层注水效果，国内发展到智能分层注水技术，核心特点是：能够实现井下分层参数的连续监测和分层流量的自动控制。

2、目前智能分层注水主要有两条技术路线：一个是有线技术路线，即：井下参数通过油管外预置电缆通过有线方式传输到地面，一个是波码式无线技术路线，即：井下参数通过无线方式传输到地面。

3、相对于有线方式，无线方式具有施工简单、成本低等技术优势，但仍然存在传输速度慢，通讯效率低的问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种分层注水系统，可以解决现有波码通讯无线分层注水工艺存在的通讯效率低的问题。

2、本发明提供了一种地面信号发生器和井下配水器；多个井下配水器间隔设置在油管上，相邻的两个井下配水器之间设置有封隔器；地面信号发生器包括地面控制装置、第一流量调节阀和第一开关阀；地面控制装置分别与第一流量调节阀以及第一开关阀连接，第一流量调节阀与第一开关阀串联或并联；地面控制装置用于在通讯过程中，根据接收到的注水控制指令控制第一开关阀的启闭，以控制油管内的水流压力波动，从而在油管内形成第一压力波码；井下配水器用于在通讯过程中，对第一压力波码进行解析，得到对应的出水口开度指令，并根据出水口开度指令进行分层注水控制。

3、可选地，井下配水器包括井下控制装置、第二流量调节阀和第二开关阀；井下控制装置包括井下控制器，井下控制器分别与第二流量调节阀以及第二开关阀连接，第二流量调节阀与第二开关阀串联；井下控制器用于在通讯过程中，对第一压力波码进行解析，得到对应的出水口开度指令，并根据出水口开度指令控制第二开关阀的启闭，以在油管内形成第二压力波码；以及用于在通讯过程中，控制第二流量调节阀保持开启；井下控制器还用于在正常注水过程中，控制第二开关阀打开，控制第二流量调节阀开启至第一预设开度。

4、可选地，井下控制器与地面控制装置无线通信连接。

5、可选地，井下配水器还包括井下编码器和井下传感组件；井下传感组件与井下编码器连接，井下传感组件用于检测对应注水层的监测数据；井下编码器用于对井下传感组件检测的监测数据进行编码，并发送至井下控制器；其中，监测数据包括温度、压力和流量。

6、可选地，分层注水系统还包括远程控制中心，远程控制中心与地面控制装置连接，地面控制装置包括地面控制器和地面编码器；

7、地面编码器与地面控制器连接，地面编码器用于接收远程控制中心发送的注水控制指令，并对注水控制指令进行编码，生成下行编码或幅度编码发送至地面控制器；地面控制器用于根据幅度编码控制第一流量调节阀调整至第二预设开度；以及用于根据下行编码的时序控制第一开关阀的启闭，从而在油管内形成第一压力波码。

8、可选地，地面控制器还用于对第二压力波码进行解析得到监测数据，并将监测数据上传至远程控制中心。

9、可选地，第一流量调节阀与第一开关阀并联，地面控制装置用于在正常注水过程中，根据幅度编码控制第一开关阀关闭，控制第一流量调节阀调整至第二预设开度；其中，正常注水过程，各注水层的实际流量与出水口开度指令所对应的指定流量匹配。

10、可选地，地面控制装置用于在通讯过程中，根据下行编码的时序控制第一流量调节阀小于第二预设开度之后，再控制第一开关阀的启闭。

11、可选地，第一流量调节阀与第一开关阀串联，地面控制装置用于在正常注水过程中，根据幅度编码控制第一开关阀打开，并控制第一流量调节阀调整至第二预设开度；其中，正常注水过程，各注水层的实际流量与出水口开度指令所对应的指定流量匹配。

12、可选地，分层注水系统还包括第一备用阀、第二备用阀、第三备用阀、第四备用阀和总控制阀；第一备用阀与总控制阀串联，且位于分层注水系统井口的主干路上；第一开关阀的输入端和/或第一流量调节阀的输入端与第二备用阀的第一端连接，第一开关阀的输出端和/或第一流量调节阀的输出端分别与第三备用阀的第一端以及总控制阀连接；第四备用阀的第一端与第二备用阀的第二端连接，第四备用阀的第二端与第三备用阀的第二端连接。

13、本发明实施例的分层注水系统，通过在地面信号发生器中设置第一流量调节阀和第一开关阀，第一流量调节阀串联或并联，第一流量调节阀用于正常调配水量，调整速度慢，用于实现精细注水。第一开关阀用于实现无线通讯，调整速度快，用于高效通讯。也就是说，通过第一流量调节阀和第一开关阀结合的方式，实现地面到井下的高效通讯，以提高分层注水工艺的通讯效率。

14、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种分层注水系统，其特征在于，包括：地面信号发生器和井下配水器；

2.根据权利要求1所述的分层注水系统，其特征在于，所述井下配水器包括井下控制装置、第二流量调节阀和第二开关阀；

3.根据权利要求2所述的分层注水系统，其特征在于，所述井下控制器与所述地面控制装置无线通信连接。

4.根据权利要求2所述的分层注水系统，其特征在于，所述井下配水器还包括井下编码器和井下传感组件；

5.根据权利要求4所述的分层注水系统，其特征在于，还包括远程控制中心，所述远程控制中心与所述地面控制装置连接，所述地面控制装置包括地面控制器和地面编码器；

6.根据权利要求5所述的分层注水系统，其特征在于，所述地面控制器还用于对所述第二压力波码进行解析得到所述监测数据，并将所述监测数据上传至所述远程控制中心。

7.根据权利要求5所述的分层注水系统，其特征在于，所述第一流量调节阀与所述第一开关阀并联，所述地面控制装置用于在正常注水过程中，根据所述幅度编码控制所述第一开关阀关闭，控制所述第一流量调节阀调整至所述第二预设开度；其中，所述正常注水过程，各注水层的实际流量与所述出水口开度指令所对应的指定流量匹配。

8.根据权利要求7所述的分层注水系统，其特征在于，所述地面控制装置用于在所述通讯过程中，根据所述下行编码的时序控制所述第一流量调节阀小于所述第二预设开度之后，再控制所述第一开关阀的启闭。

9.根据权利要求5所述的分层注水系统，其特征在于，所述第一流量调节阀与所述第一开关阀串联，所述地面控制装置用于在正常注水过程中，根据所述幅度编码控制所述第一开关阀打开，并控制所述第一流量调节阀调整至所述第二预设开度；其中，所述正常注水过程，各注水层的实际流量与所述出水口开度指令所对应的指定流量匹配。

10.根据权利要求1所述的分层注水系统，其特征在于，还包括第一备用阀、第二备用阀、第三备用阀、第四备用阀和总控制阀；

技术总结
本发明公开了一种分层注水系统，包括地面信号发生器和井下配水器；多个井下配水器间隔设置在油管上，相邻的两个井下配水器之间设置有封隔器；地面信号发生器包括地面控制装置、第一流量调节阀和第一开关阀；地面控制装置分别与第一流量调节阀以及第一开关阀连接，第一流量调节阀与第一开关阀串联或并联；地面控制装置用于在通讯过程中，根据接收到的注水控制指令控制第一开关阀的启闭，以控制油管内的水流压力波动，从而在油管内形成第一压力波码；井下配水器用于在通讯过程中，对第一压力波码进行解析，得到对应的出水口开度指令，并根据出水口开度指令进行分层注水控制。本发明可以解决现有波码通讯无线分层注水工艺存在的通讯效率低的问题。

技术研发人员：贾德利,孙福超,刘合,孙宇飞,孔令维,陈强
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/27