智能測調(diào)分注系統(tǒng)技術(shù)交流

1、西安思坦坦儀器股份有限公司西安思坦坦儀器股份有限公司2014 2014 年年 10 10 月月智能測調(diào)分注系統(tǒng)智能測調(diào)分注系統(tǒng)技術(shù)交流資料技術(shù)交流資料一、概述一、概述二、技術(shù)指標(biāo)二、技術(shù)指標(biāo)三、技術(shù)特點(diǎn)三、技術(shù)特點(diǎn)四、可以解決的分層配注問題四、可以解決的分層配注問題五、現(xiàn)場測井實(shí)例五、現(xiàn)場測井實(shí)例目目 錄錄 注水作為油田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的重要措施之一，在油田開發(fā)中注水作為油田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的重要措施之一，在油田開發(fā)中的地位越來越重要。國內(nèi)的注水調(diào)配工藝主要經(jīng)歷了傳統(tǒng)的的地位越來越重要。國內(nèi)的注水調(diào)配工藝主要經(jīng)歷了傳統(tǒng)的鋼絲投撈和地面測調(diào)儀器調(diào)節(jié)可調(diào)水嘴兩個階段。鋼絲投撈和地面測調(diào)儀器調(diào)節(jié)可調(diào)水嘴兩個階段。

2、目前分注工藝采用的鋼絲或電纜測調(diào)，不能進(jìn)行長時間目前分注工藝采用的鋼絲或電纜測調(diào)，不能進(jìn)行長時間實(shí)時監(jiān)測與控制，只能監(jiān)測瞬時注入量，不能同時實(shí)時反映實(shí)時監(jiān)測與控制，只能監(jiān)測瞬時注入量，不能同時實(shí)時反映各層吸水變化；當(dāng)注水壓力或地層壓力變化引起注水量發(fā)生各層吸水變化；當(dāng)注水壓力或地層壓力變化引起注水量發(fā)生改變，注水不合格時不能及時進(jìn)行調(diào)節(jié)。改變，注水不合格時不能及時進(jìn)行調(diào)節(jié)。 針對目前幾種測調(diào)方法存在的不足，我公司研制了一種針對目前幾種測調(diào)方法存在的不足，我公司研制了一種井下智能配水器，與封隔器配合使用，能夠在井下實(shí)時進(jìn)行井下智能配水器，與封隔器配合使用，能夠在井下實(shí)時進(jìn)行流量測調(diào)，實(shí)現(xiàn)精確的分

3、層注水，而不需要任何地面設(shè)備和流量測調(diào)，實(shí)現(xiàn)精確的分層注水，而不需要任何地面設(shè)備和人為的干預(yù)。并能在地面遙控井下開關(guān)的狀態(tài)，隨時改變注人為的干預(yù)。并能在地面遙控井下開關(guān)的狀態(tài)，隨時改變注水量的大小。后期還可將各井無線聯(lián)網(wǎng)，坐在辦公室就可監(jiān)水量的大小。后期還可將各井無線聯(lián)網(wǎng)，坐在辦公室就可監(jiān)測和調(diào)節(jié)每口井各個層位的注水量大小，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化油田。測和調(diào)節(jié)每口井各個層位的注水量大小，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化油田。 一、概述一、概述1. 油田注水工藝發(fā)展油田注水工藝發(fā)展一、概述一、概述2.各種配注方法對比各種配注方法對比第一代鋼絲、電纜投撈方第一代鋼絲、電纜投撈方式，使用存儲式流量計、式，使用存儲式流量計、固定水嘴等

4、固定水嘴等第二代開度可調(diào)式配水水嘴、第二代開度可調(diào)式配水水嘴、測調(diào)一體化井下測調(diào)儀、地測調(diào)一體化井下測調(diào)儀、地面控制器等面控制器等第三代電纜式全自動井下測調(diào)第三代電纜式全自動井下測調(diào)配注器配注器適用井況適用井況主要適用于直井，而且水主要適用于直井，而且水質(zhì)較好的井質(zhì)較好的井可適用于直井、斜井、不同可適用于直井、斜井、不同水質(zhì)的井水質(zhì)的井可適用于直井、斜井、水平井、可適用于直井、斜井、水平井、不同水質(zhì)的井不同水質(zhì)的井投撈作業(yè)投撈作業(yè)水嘴對接水嘴對接每次更改地層配注量都需每次更改地層配注量都需要投撈水嘴、工作量大、要投撈水嘴、工作量大、水平井、斜井投撈難度大水平井、斜井投撈難度大每次測調(diào)地層配注量

5、時，需每次測調(diào)地層配注量時，需要對接水嘴，水平井、斜井、要對接水嘴，水平井、斜井、大斜度井投撈對接難度大大斜度井投撈對接難度大無需投撈作業(yè)和水嘴對接無需投撈作業(yè)和水嘴對接實(shí)時監(jiān)測實(shí)時監(jiān)測不能實(shí)時監(jiān)測地層壓力、不能實(shí)時監(jiān)測地層壓力、溫度、配注量等數(shù)據(jù)的變溫度、配注量等數(shù)據(jù)的變化化可以在人工操作地面控制器可以在人工操作地面控制器的情況下，實(shí)時監(jiān)測地層壓的情況下，實(shí)時監(jiān)測地層壓力、溫度、流量等數(shù)據(jù)變化力、溫度、流量等數(shù)據(jù)變化可以在人工干預(yù)和無人操作兩可以在人工干預(yù)和無人操作兩種情況下，實(shí)時監(jiān)測地層壓力、種情況下，實(shí)時監(jiān)測地層壓力、溫度、流量等數(shù)據(jù)變化溫度、流量等數(shù)據(jù)變化長期累計長期累計變化監(jiān)測變化監(jiān)

6、測無法長期累計變化監(jiān)測無法長期累計變化監(jiān)測無法長期累計變化監(jiān)測無法長期累計變化監(jiān)測地面控制器可以長時間實(shí)時監(jiān)地面控制器可以長時間實(shí)時監(jiān)測配注情況，通過軟件回放數(shù)測配注情況，通過軟件回放數(shù)據(jù)、繪制曲線，實(shí)現(xiàn)長期監(jiān)測據(jù)、繪制曲線，實(shí)現(xiàn)長期監(jiān)測自動測調(diào)自動測調(diào)無法自動測調(diào)無法自動測調(diào)無法自動測調(diào)無法自動測調(diào)系統(tǒng)可以通過自身的控制系統(tǒng)可以通過自身的控制法，按照預(yù)設(shè)的流量、開度值法，按照預(yù)設(shè)的流量、開度值自動測調(diào)配注量自動測調(diào)配注量配注精確配注精確度度配注精確度低配注精確度低配注精確度較低配注精確度較低由于可以根據(jù)地層變化實(shí)時調(diào)由于可以根據(jù)地層變化實(shí)時調(diào)節(jié)每一層的配注量，配注精確節(jié)每一層的配注量，配注精

7、確度高度高 一種新型油田分層配注、全自動測調(diào)及直讀驗(yàn)封技術(shù)。能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時流量控制與監(jiān)測，提高低滲油藏精細(xì)分注水平；能長期監(jiān)測井下流量、溫度、注水壓力和地層壓力。3.3.智能測調(diào)分注系統(tǒng)智能測調(diào)分注系統(tǒng)井下配水器工作筒封隔器地面控制器一、概述一、概述 在每個注水層位上均裝有一個智能配水器，層間在每個注水層位上均裝有一個智能配水器，層間用封隔器隔開。用封隔器隔開。 實(shí)時監(jiān)測每層注水量的大小，由微處理器根據(jù)設(shè)實(shí)時監(jiān)測每層注水量的大小，由微處理器根據(jù)設(shè)置調(diào)節(jié)閥門開度，將注水量控制在需要的水平上。置調(diào)節(jié)閥門開度，將注水量控制在需要的水平上。 能夠與地面雙向通訊，隨時監(jiān)測地面指令，重新能夠與地面雙向通訊，

8、隨時監(jiān)測地面指令，重新配置每層注水量的大小。配置每層注水量的大小。一、概述一、概述4.工作原理工作原理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖地面測控系統(tǒng)地面測控系統(tǒng)密封部分密封部分井下測調(diào)配水器井下測調(diào)配水器1 1、地面測調(diào)儀、地面測調(diào)儀2 2、操作控制軟件、操作控制軟件1 1、供電和通信組合電纜、供電和通信組合電纜2 2、過電纜密封本體、過電纜密封本體3 3、電纜對接接頭、電纜密封接頭、電纜對接接頭、電纜密封接頭 1 1、配水器本體、配水器本體 2 2、電器控制元件、電器控制元件 3 3、功能性組件、功能性組件井下配套工具井下配套工具1 1、電纜扶正器、電纜扶正器2 2、電纜保護(hù)卡、電纜保護(hù)卡研究內(nèi)容

9、按照系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成可以分為以下四個部分：研究內(nèi)容按照系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成可以分為以下四個部分：一、概述一、概述二、井下配水器技術(shù)指標(biāo)二、井下配水器技術(shù)指標(biāo)配水器外徑配水器外徑114mm114mm配水器內(nèi)部通徑配水器內(nèi)部通徑46mm46mm配水器長度配水器長度1900mm1900mm最高工作溫度最高工作溫度150150（297297）最高工作壓力最高工作壓力60MPa60MPa（8702psi8702psi）有效工作時間有效工作時間3 3年年壓力測量范圍壓力測量范圍（0 06060）MPa MPa 精度精度0.1%FS0.1%FS溫度測量范圍溫度測量范圍（0 0150150） 精度精度0.50.5單層流量

10、測量范圍單層流量測量范圍（0 0400400）方）方/ /天天 精度精度2 2，量程可選，量程可選單層流量調(diào)節(jié)范圍單層流量調(diào)節(jié)范圍0-30(101),15-150(102),40-400(103)0-30(101),15-150(102),40-400(103)方方/ /天天最多串連儀器數(shù)最多串連儀器數(shù) 8 8工作電壓和工作電流工作電壓和工作電流（60607070）VDC/44mAVDC/44mA最大傳輸距離最大傳輸距離 50005000米（米（5.6mm5.6mm雙層鎧裝電纜）雙層鎧裝電纜）最高調(diào)控壓差最高調(diào)控壓差20MPa20MPa（2901psi2901psi）二、井下配水器技術(shù)指標(biāo)二、

11、井下配水器技術(shù)指標(biāo)端螺紋（上端端螺紋（上端/ /下端）下端）TBG2 7/8TBG2 7/8平式平式 端電纜頭（上端端電纜頭（上端/ /下端）下端）5.6mm5.6mm、8.0mm8.0mm雙層鎧裝電纜雙層鎧裝電纜端連接器（上端端連接器（上端/ /下端）下端）5.6mm5.6mm、8.0mm8.0mm雙層鎧裝電纜雙層鎧裝電纜二、地面控制器技術(shù)指標(biāo)二、地面控制器技術(shù)指標(biāo)工作溫度工作溫度（-40-408585）有效工作時間有效工作時間3 3年年額定工作電壓額定工作電壓220VAC220VAC10%/50Hz10%/50Hz輸出電流范圍輸出電流范圍（0 01 1）A A輸出電壓范圍輸出電壓范圍（60

12、60130130）VDCVDC自動測調(diào)最小調(diào)節(jié)間隔自動測調(diào)最小調(diào)節(jié)間隔1 1天天最小采樣間隔最小采樣間隔4 4秒秒 只需一次管柱施工，就可完成精細(xì)分層注水控制，只需一次管柱施工，就可完成精細(xì)分層注水控制，無需后期人工干預(yù)和測調(diào)，節(jié)約大量人力物力。無需后期人工干預(yù)和測調(diào)，節(jié)約大量人力物力。 可以對各層位流量、地層壓力進(jìn)行長期監(jiān)測，對可以對各層位流量、地層壓力進(jìn)行長期監(jiān)測，對精細(xì)描述地層特性具有重要指導(dǎo)意義。精細(xì)描述地層特性具有重要指導(dǎo)意義。 可實(shí)現(xiàn)井下驗(yàn)封?？蓪?shí)現(xiàn)井下驗(yàn)封。 可以應(yīng)用在常規(guī)工藝無法測調(diào)的斜井和水平井中?？梢詰?yīng)用在常規(guī)工藝無法測調(diào)的斜井和水平井中。 采用壓力平衡技術(shù)，避免開關(guān)閥門受

13、到井下高壓采用壓力平衡技術(shù)，避免開關(guān)閥門受到井下高壓的影響。的影響。 超低功耗電路設(shè)計，保證長時間在井下可靠工作。超低功耗電路設(shè)計，保證長時間在井下可靠工作。 先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)，性能可靠。先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)，性能可靠。三、性能特點(diǎn)三、性能特點(diǎn)項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)1 1、地面測調(diào)儀：、地面測調(diào)儀：組成：地面控制器、電腦；組成：地面控制器、電腦；地面控制器需要通過一根電纜連接同一口井下的多個智能測調(diào)地面控制器需要通過一根電纜連接同一口井下的多個智能測調(diào)配水器同時工作。配水器同時工作。解決方案：解決方案：采用總線尋址方式，最多可支持同一口井中采用總線尋址方式，最多可支持

14、同一口井中8 8個放置個放置在不同層位的測調(diào)配水器同時工作，可靠通信距離大于在不同層位的測調(diào)配水器同時工作，可靠通信距離大于5 5千米電千米電纜長度。纜長度。 地面控制器具有防水、防塵功能，適應(yīng)工作環(huán)境溫度地面控制器具有防水、防塵功能，適應(yīng)工作環(huán)境溫度-4085。 、地面測控系統(tǒng)項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)2 2、操作控制軟件：、操作控制軟件：軟件功能：實(shí)時數(shù)據(jù)傳送、現(xiàn)場操控。軟件功能：實(shí)時數(shù)據(jù)傳送、現(xiàn)場操控。 操作控制軟件通過地面控制器可與井下智能測調(diào)配水器進(jìn)行實(shí)操作控制軟件通過地面控制器可與井下智能測調(diào)配水器進(jìn)行實(shí)時雙向通訊，發(fā)布命令改變各個層位的注水量大小；接收井下配時雙

15、向通訊，發(fā)布命令改變各個層位的注水量大?。唤邮站屡渌靼l(fā)送的流量、壓力等測量數(shù)據(jù)，進(jìn)行永久監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果可水器發(fā)送的流量、壓力等測量數(shù)據(jù)，進(jìn)行永久監(jiān)測，監(jiān)測結(jié)果可以用測井曲線的方式顯示在屏幕上，也可以保存在數(shù)據(jù)庫中。以用測井曲線的方式顯示在屏幕上，也可以保存在數(shù)據(jù)庫中。 現(xiàn)場操控調(diào)配井下注水量時有自動和手動兩種方式。自動檔現(xiàn)場操控調(diào)配井下注水量時有自動和手動兩種方式。自動檔時只需要輸入某層位要調(diào)配的注水量，由井下智能測調(diào)配水器和時只需要輸入某層位要調(diào)配的注水量，由井下智能測調(diào)配水器和控制軟件根據(jù)算法自動調(diào)節(jié)；手動時由上位機(jī)控制軟件人為給控控制軟件根據(jù)算法自動調(diào)節(jié)；手動時由上位機(jī)控制軟件人為給

16、控制器發(fā)送增加或減小流量指令，從而進(jìn)行調(diào)節(jié)達(dá)到需要的注水量制器發(fā)送增加或減小流量指令，從而進(jìn)行調(diào)節(jié)達(dá)到需要的注水量。 、地面測控系統(tǒng)項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)1 1、供電和通信電纜：、供電和通信電纜：組成：組成：5.65.6單芯雙層鎧裝電纜。單芯雙層鎧裝電纜。解決方案：解決方案： 采用采用5.65.6單芯雙層鎧裝電纜進(jìn)行供電和通信，電源正接中間纜單芯雙層鎧裝電纜進(jìn)行供電和通信，電源正接中間纜芯，負(fù)極接外層鋼絲，信號以載波的方式與供電共用同一根纜芯。芯，負(fù)極接外層鋼絲，信號以載波的方式與供電共用同一根纜芯。現(xiàn)場電纜密封和對接時只需要操作單根纜芯現(xiàn)場電纜密封和對接時只需要操作單根

17、纜芯, ,方便可靠。該電纜每方便可靠。該電纜每千米電阻值大概為千米電阻值大概為1616歐姆，信號衰減很小。歐姆，信號衰減很小。 （二）、密封部分項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)（二）、密封部分2、電纜密封接頭：、電纜密封接頭：功能：電纜進(jìn)、出測調(diào)配水器的密封接頭。功能：電纜進(jìn)、出測調(diào)配水器的密封接頭。解決方案：解決方案： 如上圖所示，該電纜頭已在各油田安裝的井下永久式壓力如上圖所示，該電纜頭已在各油田安裝的井下永久式壓力計中大量使用，還沒有出現(xiàn)過密封失效的情況。計中大量使用，還沒有出現(xiàn)過密封失效的情況。三、項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)三、項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)（二）、密封部分3、井口電纜

18、密封裝置：、井口電纜密封裝置：功能：電纜從井口穿出時的密封接頭。功能：電纜從井口穿出時的密封接頭。解決方案：解決方案： 與電纜進(jìn)出測調(diào)配水器時的電纜密封接頭類似，主體連接與電纜進(jìn)出測調(diào)配水器時的電纜密封接頭類似，主體連接處為處為2.5寸平式油管扣，可以直接接在井口采油樹上。這種井口寸平式油管扣，可以直接接在井口采油樹上。這種井口密封裝置也為我公司成熟產(chǎn)品，最高耐壓密封裝置也為我公司成熟產(chǎn)品，最高耐壓60MPa。項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)（二）、密封部分 過電纜封隔器采用的是如下圖所示的結(jié)構(gòu)，電纜由環(huán)空通過電纜封隔器采用的是如下圖所示的結(jié)構(gòu)，電纜由環(huán)空通過電纜頭進(jìn)入油管，繞過封

19、隔器后再由油管內(nèi)部通過電纜頭過電纜頭進(jìn)入油管，繞過封隔器后再由油管內(nèi)部通過電纜頭穿出，從環(huán)空繼續(xù)向下傳輸。穿出，從環(huán)空繼續(xù)向下傳輸。項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)（三）、井下測調(diào)配水器配水器本體1、配水器本體：、配水器本體：外徑外徑114mm，內(nèi)部過流通徑，內(nèi)部過流通徑46mm。單層流量調(diào)節(jié)范圍單層流量調(diào)節(jié)范圍0-400方方/天（可選）。天（可選）。本體耐壓本體耐壓60MPa。解決方案：解決方案： 對各功能性組件進(jìn)行模塊化設(shè)計對各功能性組件進(jìn)行模塊化設(shè)計，便于加工、生產(chǎn)、調(diào)試，便于加工、生產(chǎn)、調(diào)試和流量、壓力的標(biāo)定。工作筒詳細(xì)機(jī)械結(jié)構(gòu)見后面幾頁的三和流量、壓力的標(biāo)定。工作筒詳細(xì)機(jī)

20、械結(jié)構(gòu)見后面幾頁的三維圖和三個方向的剖面圖。維圖和三個方向的剖面圖。 分為主體、過流通道（分為主體、過流通道（ 46mm46mm）、一體化可調(diào)水嘴（包括）、一體化可調(diào)水嘴（包括水嘴、傳動機(jī)構(gòu)和電機(jī)等）、電路控制短節(jié)、驗(yàn)封壓力計短節(jié)水嘴、傳動機(jī)構(gòu)和電機(jī)等）、電路控制短節(jié)、驗(yàn)封壓力計短節(jié)和流量計短節(jié)等幾個部分組成。各部分相對獨(dú)立，由信號和控和流量計短節(jié)等幾個部分組成。各部分相對獨(dú)立，由信號和控制線連接進(jìn)行供電和通信。制線連接進(jìn)行供電和通信。 下層注水從過流通道流過；本層注水經(jīng)流量計、可調(diào)水嘴之下層注水從過流通道流過；本層注水經(jīng)流量計、可調(diào)水嘴之后注入地層。驗(yàn)封壓力計可以實(shí)時監(jiān)測管內(nèi)注水壓力和管外地

21、后注入地層。驗(yàn)封壓力計可以實(shí)時監(jiān)測管內(nèi)注水壓力和管外地層壓力，具有驗(yàn)封功能。過流通道和各個功能短節(jié)都完全密封，層壓力，具有驗(yàn)封功能。過流通道和各個功能短節(jié)都完全密封，因此工作筒內(nèi)部不受注水的壓力作用，可用來作各短節(jié)連接和因此工作筒內(nèi)部不受注水的壓力作用，可用來作各短節(jié)連接和控制走線用?？刂谱呔€用。 主剖面圖如上所示：測調(diào)工作筒總長主剖面圖如上所示：測調(diào)工作筒總長1.91.9米，過流通道由內(nèi)米，過流通道由內(nèi)徑徑 46mm46mm不銹鋼管組成，兩端與主體連接并密封。流量計短節(jié)不銹鋼管組成，兩端與主體連接并密封。流量計短節(jié)安裝在過流通道上方。注水經(jīng)過流量計測量通道后，在下接頭安裝在過流通道上方。注水

22、經(jīng)過流量計測量通道后，在下接頭內(nèi)部通過通孔流入一體化水嘴，再注入地層。內(nèi)部通過通孔流入一體化水嘴，再注入地層。 紅色箭頭為水流方向，水嘴半開或全開皆為此流向，水嘴關(guān)閉時，只紅色箭頭為水流方向，水嘴半開或全開皆為此流向，水嘴關(guān)閉時，只有過流通道有水流，流量計無水流。藍(lán)色箭頭為水嘴移動方向。有過流通道有水流，流量計無水流。藍(lán)色箭頭為水嘴移動方向。項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)（三）、井下測調(diào)配水器2、功能性組件流量計：、功能性組件流量計：流量測量精度流量測量精度2。流量測量范圍流量測量范圍30方方/天。天。長期承受壓力大于長期承受壓力大于60MPa。解決方案：解決方案： 結(jié)合目前市場

23、上各種井下流量計的優(yōu)缺點(diǎn)和我公司多年來結(jié)合目前市場上各種井下流量計的優(yōu)缺點(diǎn)和我公司多年來流量計生產(chǎn)使用經(jīng)驗(yàn)，以及井下測調(diào)配水器的特殊使用環(huán)境，流量計生產(chǎn)使用經(jīng)驗(yàn)，以及井下測調(diào)配水器的特殊使用環(huán)境，我們設(shè)計了一種新型的井下壓差式流量計。我們設(shè)計了一種新型的井下壓差式流量計。項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)功能性組件壓差流量計工作原理：功能性組件壓差流量計工作原理： 在流體管道上裝有一個節(jié)流裝置，其內(nèi)裝有一個孔板，其孔在流體管道上裝有一個節(jié)流裝置，其內(nèi)裝有一個孔板，其孔徑比管道內(nèi)徑小，在孔板前流體穩(wěn)定的向前流動，流體流過孔板徑比管道內(nèi)徑小，在孔板前流體穩(wěn)定的向前流動，流體流過孔板時由于

24、孔徑變小，截面積收縮，使穩(wěn)定流動狀態(tài)被打亂，因而流時由于孔徑變小，截面積收縮，使穩(wěn)定流動狀態(tài)被打亂，因而流速將發(fā)生變化，速度加快，流體的靜壓隨之降低，于是在孔板前速將發(fā)生變化，速度加快，流體的靜壓隨之降低，于是在孔板前后產(chǎn)生壓力降落，即差壓。差壓的大小和流量有確定的數(shù)值關(guān)系，后產(chǎn)生壓力降落，即差壓。差壓的大小和流量有確定的數(shù)值關(guān)系，即流量與差壓的平方根成正比。即流量與差壓的平方根成正比。 壓差流量計的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)牢固壓差流量計的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)牢固, ,性能穩(wěn)定可靠性能穩(wěn)定可靠, ,使用壽命長。使用壽命長。 項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)（三）、井下測調(diào)配水器2、功能性組件一體化可調(diào)水嘴

25、：、功能性組件一體化可調(diào)水嘴：單層流量測調(diào)范圍單層流量測調(diào)范圍0-30方方/天。天。能完全關(guān)閉，能完全關(guān)閉，開啟壓差大于開啟壓差大于20MPa。關(guān)鍵部分采用高強(qiáng)度陶瓷結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵部分采用高強(qiáng)度陶瓷結(jié)構(gòu)。解決方案：解決方案： 陶瓷活塞上部為密封腔體，不受壓力陶瓷活塞上部為密封腔體，不受壓力作用；連桿兩端受力面積完全相同，壓力作用在作用；連桿兩端受力面積完全相同，壓力作用在上面不會對整體產(chǎn)生力的作用，達(dá)到平衡壓設(shè)計上面不會對整體產(chǎn)生力的作用，達(dá)到平衡壓設(shè)計的目的。因此，活塞在井下的開啟和關(guān)閉不受井的目的。因此，活塞在井下的開啟和關(guān)閉不受井下高壓的影響。傳動機(jī)構(gòu)內(nèi)安裝有行程開關(guān)和位下高壓的影響。傳動機(jī)

26、構(gòu)內(nèi)安裝有行程開關(guān)和位移傳感器，可以測量活塞位置和水嘴開度大小。移傳感器，可以測量活塞位置和水嘴開度大小。 注水示意圖如上所示，先經(jīng)過流量計測量通道，再流入下接頭注水示意圖如上所示，先經(jīng)過流量計測量通道，再流入下接頭通過通孔，最后進(jìn)入可調(diào)水嘴。當(dāng)陶瓷活塞向密封腔一端移動時打通過通孔，最后進(jìn)入可調(diào)水嘴。當(dāng)陶瓷活塞向密封腔一端移動時打開注水，行程越靠向密封腔水嘴開度越大，最后從出水口注入地層開注水，行程越靠向密封腔水嘴開度越大，最后從出水口注入地層（出水口在另一個方向的剖面圖上）。（出水口在另一個方向的剖面圖上）。 流量測量通道內(nèi)徑均流量測量通道內(nèi)徑均25mm，按各，按各200mm長，流量長，流量

27、400方方/天計算，沿途壓力損失不到天計算，沿途壓力損失不到0.05MPa。項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)（三）、井下測調(diào)配水器2、功能性組件驗(yàn)封壓力計：、功能性組件驗(yàn)封壓力計：壓力測量范圍壓力測量范圍060MPa，精度，精度0.1。溫度測量范圍溫度測量范圍-40150，精度，精度0.5。可實(shí)現(xiàn)驗(yàn)封功能。可實(shí)現(xiàn)驗(yàn)封功能。解決方案：解決方案： 驗(yàn)封壓力計短節(jié)上安裝有一個管內(nèi)壓力傳感器和一個管外壓驗(yàn)封壓力計短節(jié)上安裝有一個管內(nèi)壓力傳感器和一個管外壓力傳感器。當(dāng)可調(diào)水嘴完全關(guān)閉后，通過測量內(nèi)外壓差，可實(shí)力傳感器。當(dāng)可調(diào)水嘴完全關(guān)閉后，通過測量內(nèi)外壓差，可實(shí)現(xiàn)自動驗(yàn)封功能。壓力傳感器選擇

28、進(jìn)口凱樂傳感器，溫度傳感現(xiàn)自動驗(yàn)封功能。壓力傳感器選擇進(jìn)口凱樂傳感器，溫度傳感器使用器使用pt1000pt1000鉑電阻。鉑電阻。 流量、流量、地層壓力、注水壓力和溫度可以通過電纜進(jìn)行實(shí)時、地層壓力、注水壓力和溫度可以通過電纜進(jìn)行實(shí)時、長期監(jiān)測，對精細(xì)描述地層特性、改善注水效率具有重要指導(dǎo)長期監(jiān)測，對精細(xì)描述地層特性、改善注水效率具有重要指導(dǎo)意義。意義。項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)（三）、井下測調(diào)配水器2、功能性組件高溫電機(jī)和減速器：、功能性組件高溫電機(jī)和減速器：微型高溫電機(jī)和減速器選型，工作溫度需達(dá)微型高溫電機(jī)和減速器選型，工作溫度需達(dá)150，扭矩越大越好。扭矩越大越好。解決

29、方案：解決方案： 選用瑞士進(jìn)口高溫電機(jī)和減速器組，外徑選用瑞士進(jìn)口高溫電機(jī)和減速器組，外徑21mm21mm，額定扭矩，額定扭矩2N2N* *m m，最高工作溫度，最高工作溫度150150。這款電機(jī)已在我公司多種儀器。這款電機(jī)已在我公司多種儀器上應(yīng)用過，性能非?？煽?。上應(yīng)用過，性能非?？煽?。 傳動機(jī)構(gòu)上設(shè)計了行程開關(guān)，在水嘴完全打開和關(guān)閉到位傳動機(jī)構(gòu)上設(shè)計了行程開關(guān)，在水嘴完全打開和關(guān)閉到位后能切斷電機(jī)供電，同時電路上也設(shè)計限流和短路保護(hù)等措后能切斷電機(jī)供電，同時電路上也設(shè)計限流和短路保護(hù)等措施，保證了電機(jī)長期工作的可靠性。施，保證了電機(jī)長期工作的可靠性。項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和

30、難點(diǎn)（三）、井下測調(diào)配水器3、電器控制元件：、電器控制元件：線路板和所有電子元器件要求能在線路板和所有電子元器件要求能在-40150工作。工作。必須進(jìn)行低功耗設(shè)計。必須進(jìn)行低功耗設(shè)計。解決方案：解決方案： 可以參考我公司的井下永久式壓力計設(shè)計思路，在微處理可以參考我公司的井下永久式壓力計設(shè)計思路，在微處理器、電源、通信、電機(jī)控制、傳感器等關(guān)鍵部分采取冗余設(shè)器、電源、通信、電機(jī)控制、傳感器等關(guān)鍵部分采取冗余設(shè)計，一旦電路出現(xiàn)問題，可以切換到備份電路繼續(xù)正常工作。計，一旦電路出現(xiàn)問題，可以切換到備份電路繼續(xù)正常工作。但是設(shè)計難度較大，體積和成本也會增加很多。但是設(shè)計難度較大，體積和成本也會增加很多

31、。項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)項(xiàng)目研究具體內(nèi)容和難點(diǎn)（四）、井下配套工具1、電纜保護(hù)卡（扶正器）：、電纜保護(hù)卡（扶正器）：功能：在接箍處保護(hù)電纜不被損傷。功能：在接箍處保護(hù)電纜不被損傷。解決方案：解決方案： 如右圖所示，電纜和油管施工時，在每一個如右圖所示，電纜和油管施工時，在每一個接箍處用一個不銹鋼鑄造的電纜保護(hù)卡加以固接箍處用一個不銹鋼鑄造的電纜保護(hù)卡加以固定和保護(hù)。我公司這種鑄造型不銹鋼電纜護(hù)卡定和保護(hù)。我公司這種鑄造型不銹鋼電纜護(hù)卡已在各油田施工的永久式壓力計井中大量使用，已在各油田施工的永久式壓力計井中大量使用，非?？煽?。非?？煽?。 （1 1） 它以電纜為載體，使用一根電纜連接井下單個或多

32、個注水它以電纜為載體，使用一根電纜連接井下單個或多個注水層位的測調(diào)配水器，同時測取多個層位的流量、壓力和溫度數(shù)據(jù)。層位的測調(diào)配水器，同時測取多個層位的流量、壓力和溫度數(shù)據(jù)。 （2 2）它能夠在地面通過電纜實(shí)時對井下各個層位的壓力、溫度、）它能夠在地面通過電纜實(shí)時對井下各個層位的壓力、溫度、流量數(shù)據(jù)、流量調(diào)配過程和流量變化進(jìn)行直讀和監(jiān)測，并將各層流量數(shù)據(jù)、流量調(diào)配過程和流量變化進(jìn)行直讀和監(jiān)測，并將各層的數(shù)據(jù)顯示出來。的數(shù)據(jù)顯示出來。 （3 3）當(dāng)需要人為改變注水層注水量時，則可以根據(jù)顯示的數(shù)據(jù)，）當(dāng)需要人為改變注水層注水量時，則可以根據(jù)顯示的數(shù)據(jù)，在地面通過電纜向井下測調(diào)配水器發(fā)送控制命令，對井

33、下各層注在地面通過電纜向井下測調(diào)配水器發(fā)送控制命令，對井下各層注水量大小進(jìn)行人工調(diào)整。水量大小進(jìn)行人工調(diào)整。 （4 4）電纜式注水井調(diào)配方法縮短了調(diào)配時間，降低了勞動強(qiáng)度，）電纜式注水井調(diào)配方法縮短了調(diào)配時間，降低了勞動強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了井下工具的自動化和地面電纜直讀式監(jiān)測和控制。實(shí)現(xiàn)了井下工具的自動化和地面電纜直讀式監(jiān)測和控制。 （5 5）只需一次管注施工，就可以完成精細(xì)分注控制，無需后期）只需一次管注施工，就可以完成精細(xì)分注控制，無需后期人工干預(yù)和測量，節(jié)約大量人力物力。人工干預(yù)和測量，節(jié)約大量人力物力。 （6 6）不需要投撈水嘴，縮短調(diào)配時間，降低勞動強(qiáng)度，在大斜）不需要投撈水嘴，縮短調(diào)配時間

34、，降低勞動強(qiáng)度，在大斜度井和水平井也能夠廣泛使用。度井和水平井也能夠廣泛使用。 四、可以解決的分層配注問題四、可以解決的分層配注問題序號序號井號井號油田油田完井日期完井日期儀器深度儀器深度井斜井斜水型水型1 1山山025-40025-40吳堡吳堡2010.3.22010.3.218401840m m2727清水清水2 2柳柳127-27127-27虎狼峁虎狼峁2008.12.32008.12.318141814m m無數(shù)據(jù)無數(shù)據(jù)清水清水3 3山山049-56049-56吳堡吳堡2011.9.242011.9.2420472047m m41.641.6清水清水山山021-42021-42吳堡吳堡

35、2010.3.22010.3.218211821m m未數(shù)據(jù)未數(shù)據(jù)清水清水塞塞389-26389-26靖安靖安2008.4.302008.4.302016m2016m29.5729.57地地231-68231-68堡子灣堡子灣2011.6.22011.6.226402640m m無數(shù)據(jù)無數(shù)據(jù)清水清水地地241-68241-68堡子灣堡子灣2010.6.282010.6.282878m2878m無數(shù)據(jù)無數(shù)據(jù)清水清水柳柳115-19115-19虎狼峁虎狼峁2013.6.172013.6.1717331733m m無數(shù)據(jù)無數(shù)據(jù)清水清水山山05-3505-35吳堡吳堡2007.8.92007.8.92

36、0372037m m3737. .5 5清水清水1010白白89-0289-02白豹白豹2010.5.302010.5.3019199393m m1212.2.2清水清水五、部分現(xiàn)場實(shí)例五、部分現(xiàn)場實(shí)例五、現(xiàn)場應(yīng)用五、現(xiàn)場應(yīng)用序號序號油田油田完井日期完井日期儀器深儀器深度度井斜井斜層數(shù)層數(shù)1111大慶大慶1 12012014.5.24.5.21 1200m200m27277 71212大慶大慶2 2202014.6.314.6.31 1300m300m15154 41313長慶長慶1 12012014.5.64.5.61814m1814m16162 21 1長慶長慶2 22012014.5.1

37、04.5.101300m1300m未數(shù)據(jù)未數(shù)據(jù)2 21 1勝利勝利202014.4.2014.4.201500m1500m10102 21 1中海油中海油2012013.12.203.12.20750m750m70703 3長慶油田試驗(yàn)井長慶油田試驗(yàn)井柳柳1212- -2727井井1.1.基本情況基本情況油田油田井號井號完井完井日期日期井深井深地質(zhì)配注地質(zhì)配注虎狼虎狼峁峁柳柳1212- -27272002009.9.1 11.31.318141814m m上：上：1 13 3m m3 3下：下：1010m m3 32.2.井下流量計測試及實(shí)測流量記錄表井下流量計測試及實(shí)測流量記錄表序序號號流量計測試流流量計測試流量量(m(m3 3/d)/d)配水器流量配水器流量(m(m3 3/d)/d)誤差誤差(m(m3 3/d)/d)上上配配8.358.357.83