專利名稱：一種流量自動測調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種油田注水井流量自動測調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
原油需要依靠地層壓力采出地面，為保持油層壓力，通過注水井向油層注水，以驅(qū)替原油。由于縱向多個小層的非均質(zhì)性，籠統(tǒng)開采導(dǎo)致各小層動用極不均勻，高滲透層吸水量大，注入水推進(jìn)速度快，易導(dǎo)致過早水竄，形成注入井\采出井的短路循環(huán)，影響整體驅(qū)替效果。油田根據(jù)自身油藏特點，發(fā)展了分層開采工藝，實現(xiàn)了各小層均衡開采。油田開發(fā)的成功實踐證明，分層注水工藝技術(shù)水平的不斷提升為油田實現(xiàn)注夠水、注好水，控制含水上升速度，減緩產(chǎn)量遞減，提高水驅(qū)開發(fā)的整體效益發(fā)揮了重要作用。但隨著油田開發(fā)難度的不斷增加，常規(guī)分層注水工藝已經(jīng)不能完全滿足油田開發(fā)的需要。注水井監(jiān)測工作的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到油田區(qū)塊的產(chǎn)能及開采效率，井下流量計是國內(nèi)應(yīng)用最普遍的井下測試儀。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種流量自動測調(diào)系統(tǒng)，此測調(diào)系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)偏心分層注水工藝技術(shù)中調(diào)配效率低、測調(diào)周期長、工作強度大等缺點；實現(xiàn)了連續(xù)可調(diào)水嘴、測試數(shù)據(jù)實時讀取、邊測邊調(diào)，上提下放反復(fù)測試調(diào)配等功能。本實用新型的技術(shù)方案是:該流量自動測調(diào)系統(tǒng)包括打撈頭，其特征是:所述的打撈頭下端連接有護罩，護罩下端通過接頭連接有流量計主體，流量計主體上下端內(nèi)分別安裝有收發(fā)器總成，收發(fā)器總成對應(yīng)的流量計主體沿圓周開有條形孔，流量計主體下端連接有電機護罩，電機護罩上端內(nèi)安裝有電機，電機護罩下端內(nèi)依次安裝有流量控制霍爾、開合臂霍爾及坐卡到位霍爾，電機護罩下方設(shè)有支臂總成，支臂總成下端連接有殼體，殼體內(nèi)上部安裝有溫度傳感器，下部安裝有電路板，電路板與收發(fā)器總成、溫度傳感器、電機電力載波鋼纜連接，殼體下端連接導(dǎo)向總成。本實用新型具有如下有益效果:本儀器根據(jù)水質(zhì)、溫度、壓力對超聲波傳輸速度的影響模型，總結(jié)出了一套科學(xué)合理的聲速補償算法，提高了流量測量成功率。并且測量流量時對井下流場的破壞非常小，測量精度高，起測排量小。此測調(diào)系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)偏心分層注水工藝技術(shù)中調(diào)配效率低、測調(diào)周期長、工作強度大等缺點；實現(xiàn)了連續(xù)可調(diào)水嘴、測試數(shù)據(jù)實時讀取、邊測邊調(diào)，上提下放反復(fù)測試調(diào)配等功能。本系列儀器使用范圍廣、耐高溫、耐腐蝕、對水質(zhì)無特殊要求。通過該系統(tǒng)調(diào)配一般注水井所需時間比先前常規(guī)配注技術(shù)縮短了 3-5天時間。工作時，測調(diào)儀調(diào)整井下配水器注水嘴的開口大小來調(diào)整注水量，并將該層注水量信息傳送到電腦實時顯示。


:附圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是本實用新型的電路原理框圖；[0009]附圖3通訊部分電路圖；附圖4存儲部分電路圖；附圖5 CPU控制模塊電路圖；附圖6電源部分電路圖；附圖7溫度測試部分電路圖；附圖8流量信號采集系統(tǒng)電路圖；附圖9激勵部分電路圖；附圖10壓力測試部分電路圖；附圖11測調(diào)電機控制部分電路圖；附圖12地面控制箱原理框圖。
具體實施方式
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以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明:由圖1所示，該流量自動測調(diào)系統(tǒng)包括打撈頭1，所述的打撈頭I下端連接有護罩2，護罩2下端通過接頭連接有流量計主體4，流量計主體4上下端內(nèi)分別安裝有收發(fā)器總成3，收發(fā)器總成3包括測流量的超聲波探頭，收發(fā)器總成3對應(yīng)的流量計主體4沿圓周開有條形孔，流量計主體4下端連接有電機護罩5,電機護罩5上端內(nèi)安裝有電機6,電機護罩5下端內(nèi)依次安裝有流量控制霍 爾7、開合臂霍爾8及坐卡到位霍爾9，電機護罩5下方設(shè)有支臂總成10，所述的支臂總成10包括主臂15，主臂15通過扭簧銷總成17、扭簧18連接有副臂19，通過連接臂16連接上萬向軸總成20，上萬向軸總成20下端連接下萬向軸總成22，下萬向軸總成22下端連接對接器總成23。支臂總成10下端連接有殼體11，殼體11內(nèi)上部安裝有溫度傳感器12，下部安裝有電路板13，電路板13與收發(fā)器總成3、溫度傳感器12、電機6電力載波鋼纜連接，電路板13與地面的控制箱連接，殼體11下端連接導(dǎo)向總成14。所述的導(dǎo)向總成14包括扶正主體24，扶正主體24通過扭簧銷組件25及扭簧26連接扶正臂27及導(dǎo)向臂28。電路板13包括CPU控制模塊，CPU控制模塊與激勵部分、壓力測試部分、溫度測試部分、通訊接口、電源控制部分、數(shù)據(jù)存儲模塊、電機控制部分分別信號連接，激勵部分的輸入端與流量信號采集系統(tǒng)的輸出端連接。分層注水井根據(jù)需要會對各層注水量進(jìn)行調(diào)整，本系統(tǒng)就是針對注水井分層注水而研制。測調(diào)儀與地面的控制箱、電腦連接。井上部分與井下部分通訊用電力載波線連接通訊，并且電力載波線為井下測調(diào)儀的供電線。流量測試原理:測調(diào)儀通過超聲波傳感器相位差原理，本儀器采用非集流式超聲流量原理，由于超聲波在液體中傳輸時會因流體流速的不同，造成發(fā)射和接收波形之間的相位差，且這種相位差與流速具有一一對應(yīng)的關(guān)系，所以通過檢測出相位差的大小，即可計算出流量的大小。超聲波上下探頭發(fā)射連續(xù)超聲脈沖或周期較長的脈沖列，則在順流和逆流發(fā)射時所接收到的信號之間便要產(chǎn)生相位差Λ Φ，即Λ Φ = ω At=coL/c。式中，ω為超聲波角頻率。當(dāng)測得△ Φ時即可求出流速V，進(jìn)而求得流量Q。此法用測量相位差△ Φ代替了測量微小的時差A(yù)t，有利于提高測量精度。數(shù)據(jù)傳輸過程:本系統(tǒng)是通過電力載波實現(xiàn)井下與井上通訊的。電力載波線為細(xì)鋼絲鎧裝銅芯電線電纜，既為測調(diào)儀下井等活動的拉線，又為對測調(diào)儀供電的電源線，并且作為地下測調(diào)儀與地上控制箱的通訊線。測試層位的選擇是靠絞盤提拉電力載波鋼絲來實現(xiàn)。地上控制箱與電腦通訊接口為USB接口。電腦將控制指令通過控制箱轉(zhuǎn)換再傳送給測調(diào)來儀進(jìn)行各種活動，測調(diào)儀將測試出來的AD值通過控制箱傳送給電腦，電腦軟件繪制出流量的真實值曲線。測試過程:將測調(diào)儀用電力載波線下入油田注水井內(nèi)，并選擇合適層位進(jìn)行測試。超聲波探頭測得相位差ΛΦ信號，再經(jīng)過激勵部分提高信號功率后送入信號采集處理系統(tǒng)。信號采集處理系統(tǒng)將電壓信號濾波后送入CPU轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。CPU將處理好的數(shù)字信號送入測調(diào)通訊部分，經(jīng)過通訊電纜傳入控制箱內(nèi)，控制箱將測試數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換后通過USB接口傳入電腦。電腦上位機軟件將傳送回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行流量數(shù)值轉(zhuǎn)換并繪制流量曲線。調(diào)試過程:當(dāng)某層位流量達(dá)不到要求時，就需要測調(diào)儀對井下配水器中的注水嘴進(jìn)行調(diào)節(jié)。上位機軟件發(fā)送“開臂”命令，將測調(diào)儀支臂張開，再將測調(diào)儀調(diào)整到合適位置，使測調(diào)儀支臂上的水嘴與井下配水器注水嘴對接。當(dāng)對接成功時軟件會顯示對接成功，這時就可以通過軟件調(diào)節(jié)支臂水嘴旋轉(zhuǎn)來控制注水嘴注入水量，并將該層位流量實時顯示到電腦上。測調(diào)儀通過打撈頭I連接電力載波鋼纜下入井內(nèi)。電線密封頭內(nèi)的插針與外部電纜相連，為殼體11內(nèi)的電路板13供電，同時通過這根電源線與外部通訊。收發(fā)器總成3內(nèi)超聲波探頭測得相位差傳遞給電路板13進(jìn)行處理，用戶根據(jù)需要對電路板下發(fā)指令調(diào)節(jié)水嘴。首先電路板驅(qū)動電機6減速總成將支臂打開，開合臂霍爾8檢測開臂是否完成，完成后電路板13接收到開合臂霍爾8信號。開臂完成后進(jìn)行對接器總成23與注水井配水器中的水嘴對接，對接成功時電路板檢測到坐卡到位霍爾9信號。對接成功后發(fā)送指令給電路板，電路板驅(qū)動電機減速總成轉(zhuǎn)動上萬向軸總成20帶動下萬向軸總成22來旋轉(zhuǎn)水嘴對接器總成23。測調(diào)儀電路部分由傳感器、供電、信號處理、存貯和電機控制五部分組成，傳感器部分包括流量傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器三部分。傳感器部分用來感應(yīng)井下的流量、壓力、溫度的變化并將物理量轉(zhuǎn)換成電信號，然后通過由單片機系統(tǒng)組成的信號處理部分對傳感器產(chǎn)生的信號進(jìn)行采樣處理，處理后的數(shù)據(jù)存儲到存儲芯片中，并將測試數(shù)據(jù)通過通訊部分發(fā)送出去。
權(quán)利要求1.一種流量自動測調(diào)系統(tǒng)，包括打撈頭(I)，其特征是:所述的打撈頭(I)下端連接有護罩(2)，護罩(2)下端通過接頭連接有流量計主體(4)，流量計主體(4)上下端內(nèi)分別安裝有收發(fā)器總成(3)，收發(fā)器總成(3)對應(yīng)的流量計主體(4)沿圓周開有條形孔，流量計主體(4)下端連接有電機護罩(5),電機護罩(5)上端內(nèi)安裝有電機(6),電機護罩(5)下端內(nèi)依次安裝有流量控制霍爾(7)、開合臂霍爾(8)及坐卡到位霍爾(9)，電機護罩(5)下方設(shè)有支臂總成(10)，支臂總成(10)下端連接有殼體(11)，殼體(11)內(nèi)上部安裝有溫度傳感器(12)，下部安裝有電路板(13)，電路板(13)與收發(fā)器總成(3)、溫度傳感器(12)、電機(6)電力載波鋼纜連接，殼體(11)下端連接導(dǎo)向總成(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量自動測調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:所述的支臂總成(10)包括主臂(15)，主臂(15)通過扭簧銷總成(17)、扭簧(18)連接有副臂(19)，通過連接臂(16)連接上萬向軸總成(20)，上萬向軸總成(20)下端連接下萬向軸總成(22)，下萬向軸總成(22)下端連接對接器總成(23)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量自動測調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:所述的導(dǎo)向總成(14)包括扶正主體(24 )，扶正主體(24 )通過扭簧銷組件(25 )及扭簧(26 )連接扶正臂(27 )及導(dǎo)向臂(28)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量自動測調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:電路板(13)包括CPU控制模塊，CPU控制模塊與激勵部分、壓力測試部分、溫度測試部分、通訊接口、電源控制部分、數(shù)據(jù)存儲模塊、電機控制部分分別信號連接，激勵部分的輸入端與流量信號采集系統(tǒng)的輸出端連接。
專利摘要一種流量自動測調(diào)系統(tǒng)。流量自動測調(diào)系統(tǒng)，包括打撈頭，其特征是所述的打撈頭下端連接有護罩，護罩下端通過接頭連接有流量計主體，流量計主體上下端內(nèi)分別安裝有收發(fā)器總成，收發(fā)器總成對應(yīng)的流量計主體沿圓周開有條形孔，流量計主體下端連接有電機護罩，電機護罩上端內(nèi)安裝有電機，電機護罩下端內(nèi)依次安裝有流量控制霍爾、開合臂霍爾及坐卡到位霍爾，電機護罩下方設(shè)有支臂總成，支臂總成下端連接有殼體，殼體內(nèi)上部安裝有溫度傳感器，下部安裝有電路板，電路板與收發(fā)器總成、溫度傳感器、電機電力載波鋼纜連接，殼體下端連接導(dǎo)向總成。測調(diào)儀調(diào)整井下配水器注水嘴的開口大小來調(diào)整注水量，并將該層注水量信息傳送到電腦實時顯示。
文檔編號E21B43/20GK202970693SQ201320001359
公開日2013年6月5日 申請日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月4日
發(fā)明者孫太升, 董向軍 申請人:孫太升, 董向軍