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申请/专利权人：中国石油天然气股份有限公司

摘要：本发明公开了一种压力流量双载波井下与地面通讯装置，包括远程控制仪、地面主控制器、辅助控制器及井下控制器。地面主控制器与远程控制仪采用无线通讯方式建立连接，地面主控制器与辅助控制采用电线连接，实现信息传输，同时采用高压管线连接，实现压力系统连接。地面主控制器与井下控制器通过高压管线连接，实现压力系统连接并完成注水过程。采用井下控制器井下自动控制，实现分层流量自动调节，实时监测分层井下压力及长期录取，满足分层注水远程实时监控，掌握油藏开发动态，提高分层注水合格率。

主权项：1.一种压力流量双载波井下与地面通讯装置，其特征在于，包括远程控制仪、地面主控制器1、辅助控制器6及井下控制器，远程控制仪和地面主控制器1通过无线通讯方式连接，地面主控制器1和辅助控制器6通过电线连接，且地面主控制器1和辅助控制器6之间以及地面主控制器1和井下控制器之间均通过高压管线连接，所述的地面主控制器1包括开度控制阀9，开度控制阀9的入口端连接有流量计12，开度控制阀9的出口端连接有地面主控制器上接头10，流量计12的入口端连接有地面主控器下接头13，且流量计12上连接有地面控制模块11，开度控制阀9上连接有压力传感器8，压力传感器8、开度控制阀9以及流量计12与地面控制模块11电连接，地面主控器下接头13通过来水闸门2连接至分水器闸门5，分水器闸门5通过高压管线连接至注水管网，地面主控制器上接头10通过高压管线连接至泄压闸门3和注水闸门4，注水闸门4通过高压管线连接至注水井，泄压闸门3通过高压管线连接至辅助控制器6，辅助控制器6上连接有泄压管7；井下控制器设置在注水井中，且井下控制器连接在油管上，所述的井下控制器包括井下控制器上接头14，井下控制器上接头14上端通过上部油管连接至地面主控制器1，井下控制器上接头14下端连接有外护筒22，外护筒22的下端连接有井下控制器下接头21，井下控制器下接头21连接至下部油管，外护筒22的下部设置有连接套19，连接套19上插接有可调水嘴20以及水嘴调节电机18，水嘴调节电机18上依次连接有井下控制模块17和电池组16，外护筒22的上部设置有扶正套15，且扶正套15套装在电池组16的上端。

全文数据：—种压力流量双载波井下与地面通讯装置技术领域[0001]本发明属于油田注水技术领域，具体涉及一种压力流量双载波井下与地面通讯装置。背景技术[0002]注水是油田补充地层能量、提高采收率最有效的方法之一。为了有效解决层间和层内差异，油田采用分层注水工艺技术来实现均衡注采开发。常规的注水工艺人工测试工作量大、人工作业较为复杂，且无法实时监测井下分层压力、分层注水量、温度等动态数据，无法及时调整分层开发动态、提升油藏开发效果，目前常用的分层配水器，虽然能够实现分层注水工艺，但存在施工复杂，测调难度大和分层注水效果差等问题。发明内容[0003]本发明的目的在于提供一种压力流量双载波井下与地面通讯装置，用于解决现有技术的问题，本发明建立压力流量双载波井下与地面通讯方式，能够自动根据地层压力的变化智能控制注水量，达到均衡注水效果，并通过远程自动测调系统，实现井下、地面和基地三方的协调通讯与控制，在不需要其它配套设备和人员的情况下，实现注水井的分层测调、水井管理和动态监测，为大数据处理与应用奠定了基础。[0004]为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：[0005]一种压力流量双载波井下与地面通讯装置，包括远程控制仪、地面主控制器、辅助控制器及井下控制器，远程控制仪和地面主控制器通过无线通讯方式连接，地面主控制器和辅助控制器通过电线连接，且地面主控制器和辅助控制器之间以及地面主控制器和井下控制器之间均通过高压管线连接。[0006]进一步地，所述的地面主控制器包括开度控制阀，开度控制阀的入口端连接有流量计，开度控制阀的出口端连接有地面主控制器上接头，流量计的入口端连接有地面主控器下接头，且流量计上连接有地面控制模块，开度控制阀上连接有压力传感器，压力传感器、开度控制阀以及流量计与地面控制模块电连接。[0007]进一步地，地面主控器下接头通过来水闸门连接至分水器闸门，分水器闸门通过高压管线连接至注水管网。[0008]进一步地，地面主控制器上接头通过高压管线连接至泄压闸门和注水闸门，注水闸门通过高压管线连接至注水井，泄压闸门通过高压管线连接至辅助控制器，辅助控制器上连接有泄压管。[0009]进一步地，井下控制器设置在注水井中，且井下控制器连接在油管上，所述的井下控制器包括井下控制器上接头，井下控制器上接头上端通过上部油管连接至地面主控制器，井下控制器上接头下端连接有外护筒，外护筒的下端连接有井下控制器下接头，井下控制器下接头连接至下部油管，外护筒的下部设置有连接套，连接套上插接有可调水嘴以及水嘴调节电机，水嘴调节电机上依次连接有井下控制模块和电池组，外护筒的上部设置有扶正套，且扶正套套装在电池组的上端。[0010]进一步地，井下控制器上接头和井下控制器下接头均与外护筒通过丝扣连接，电池组和井下控制模块通过丝扣连接，井下控制模块和水嘴调节电机通过丝扣连接。[0011]进一步地，泄压管的出口端连接至泄压水罐。[0012]进一步地，开度控制阀和地面主控制器上接头通过焊接连接，流量计和地面主控器下接头通过焊接连接;开度控制阀与流量计通过丝扣连接，流量计与地面控制模块通过丝扣连接。[0013]与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：[0014]本发明建立压力流量双载波井下与地面通讯方式，能够自动根据地层压力的变化智能控制注水量，达到均衡注水效果，并通过远程自动测调系统，实现井下、地面和基地三方的协调通讯与控制，在不需要其它配套设备和人员的情况下，实现注水井的分层测调、水井管理和动态监测，为大数据处理与应用奠定了基础。[0015]进一步地，采用井下控制器井下自动控制，实现分层流量自动调节，分层合格率高;采用井下控制器实时监测分层井下压力，掌握油藏开发动态;采用井下控制器长期录取井下动态数据，并实时上传地面主控制器;采用压力流量双载波方式实现井下数据远程传输至地面主控制器;采用地面主控制器与远程控制仪远程无线通讯，实现分层注水远程实时监控。[0016]进一步地，地面主控制器通过集成流量测试、压力测试、数据存储、开度控制及远程通讯功能，为地面与井下通讯建立了基础，提供了硬件配置，确保地面与井下远程实时通讯与控制。[0017]进一步地，将地面主控制器与泄压闸门、注水闸门连接，同时实现与注水井及辅助控制器的压力联通，进而建立了压力流量双载波的压力传导系统，确保地面与井下压力流量双载波顺利传送给井下控制器。[0018]进一步地，井下控制器集成可调水嘴、水嘴调节电机、井下控制模块、及电池组等结构，确保井下控制器在接收到地面发送指令后，按照指令内容执行分层流量调节功能。[0019]进一步地，泄压管出口与泄压水罐连接，泄压水罐采用移动式设计，现场测试过程中，将泄压水罐连接好，测试结束后，将泄压水罐运输走，减少现场装置配备。附图说明_[0020]图1是压力流量双载波井下与地面通讯装置的整体结构示意图；[0021]图2是地面主控制器的管路连接图；[0022]图3是辅助控制器的管路连接图；[0023]图4是地面主控制器的结构示意图；[0024]图5是井下控制器的结构示意图。[0025]其中，1-地面主控制器;2-来水阐门；3-泄压闸门；4-注水闹门；5-分水器阐门；6-辅助控制器;7-泄压管;8-压力传感器;9-开度控制阀；10-地面主控制器上接头；n-地面控制模块；12-流量计；13-地面主控制器下接头；14-井下控制器上接头；15-扶正套；ie_电池组；17-井下控制模块;18-水嘴调节电机;19-连接套;20-可调水嘴;21-井下控制器下接头；22-外护筒。具体实施方式[0026]下面结合附图对本发明作进一步详细描述：[0027]参见图1至图5,一种压力流量双载波井下与地面通讯装置，包括远程控制仪、地面主控制器、辅助控制器及井下控制器。地面主控制器1与远程控制仪采用无线通讯方式建立连接，地面主控制器1与辅助控制器6采用电线连接，实现信息传输，同时采用高压管线连接，实现压力系统连接。地面主控制器1与井下控制器通过高压管线连接，实现压力系统连接并完成注水过程。[0028]地面主控制器1通过高压管线连接来水闸门2,来水闸门2通过高压管线连接分水器闸门5后，连接至注水管网；同时地面主控制器1通过高压管线分别连接注水闸门4和泄压闸门3，注水闸门4通过高压管线连接至注水井，辅助控制器6上端通过高压管线连接泄压闸门3，后端连接泄压管7，泄压管7连接泄压水罐，用于降低注水系统压力。[0029]地面主控制器1主要包括地面主控制器上接头10、开度控制阀9、压力传感器8、流量计12、地面控制模块11及地面主控制器下接头13。上接头10通过焊接与开度控制阀9连接，同时压力传感器8丝扣连接在开度控制阀9上，开度控制阀9下端丝扣连接流量计12,流量计12下端焊接地面主控制器下接头13,流量计12—侧丝扣连接地面控制模块11。另外流量计12、开度控制阀9、压力传感器8与地面控制模块11电路连接，实现信号传输及供电。[0030]井下控制器设置在注水井中，且井下控制器连接在油管上，井下控制器包括井下控制器上接头14、扶正套15、电池组16、井下控制模块17、水嘴调节电机18、连接套19、可调水嘴20、井下控制器下接头21及外护筒22。井下控制器上接头14上端通过上部油管连接至地面主控制器1，井下控制器上接头14下端与外护筒22丝扣连接，外护筒22下端与井下控制器下接头21丝扣连接，井下控制器下接头21连接至下部油管。所述电池组16、控制模块I7、水嘴调节电机18依次丝扣连接，并插接在连接套19上，同时可调水嘴20插接在连接套I9上。扶正套15套装在电池组16上端，并与电池组16、控制模块17、水嘴调节电机18、连接套I9及可调水嘴套20装在外护筒22内。[0031]下面对本发明的操作过程做详细描述：[0032]本发明采用压力流量双载波井下与地面无线通讯原理，运用地面主控制器1、辅助控制器6及井下控制器协同作用，建立注水系统的压力与流量波动，从而实现地面指令及井下数据双向传输。同时井下控制器实现分层流量自动测试调节，达到配注要求，实时录取分层注水动态并传输至地面，实现远程实时监控，提高分层注水合格率，有效掌握油藏能量变化，指导油藏动态调整。[0033]使用时，地面主控制器1按照设计指令，通过地面控制模块11将设计指令发送至开度控制阀9及辅助控制器6,地面主控制器1的开度控制阀9与辅助控制器6协调作用，地面主控制器1的开度控制阀9打开，同时辅助控制器6关闭，压力上升，反之地面主控制器1的开度控制阀9关闭，同时辅助控制器6打开，压力下降，从而建立流量压力双载波。由于地面主控制器1与泄压闸门3、注水闸门4连接，同时实现与注水井及辅助控制器的压力联通，进而建立了压力流量双载波的压力传导系统，从而将建立流量压力双载波通过注水井井筒传送至井下控制器，井下控制器的井下控制模块17将接收的流量压力双载波解析为可识别指令，并执行对应的操作，进而实现远程无线通讯。

权利要求：1.一种压力流量双载波井下与地面通讯装置，其特征在于，包括远程控制仪、地面主控制器1、辅助控制器⑹及井下控制器，远程控制仪和地面主控制器⑴通过无线通讯方式连接，地面主控制器1和辅助控制器6通过电线连接，且地面主控制器1和辅助控制器6之间以及地面主控制器（1和井下控制器之间均通过高压管线连接。2.根据权利要求1所述的一种压力流量双载波井下与地面通讯装置，其特征在于，所述的地面主控制器⑴包括开度控制阀9，开度控制阀⑼的入口端连接有流量计（1¾，开度控制阀⑼的出口端连接有地面主控制器上接头（10，流量计（I2的入口端连接有地面主控器下接头（13，且流量计（12上连接有地面控制模块11，开度控制阀⑼上连接有压力传感器8，压力传感器⑻、开度控制阀9以及流量计I2与地面控制模块11电连接。3.根据权利要求2所述的一种压力流量双载波井下与地面通讯装置，其特征在于，地面主控器下接头（13通过来水闸门（2连接至分水器闸门（5，分水器闸门（5通过高压管线连接至注水管网。4.根据权利要求2所述的一种压力流量双载波井下与地面通讯装置，其特征在于，地面主控制器上接头（10通过高压管线连接至泄压闸门⑶和注水闸门（4，注水闸门⑷通过高压管线连接至注水井，泄压闸门⑶通过高压管线连接至辅助控制器6，辅助控制器6上连接有泄压管7。5.根据权利要求4所述的一种压力流量双载波井下与地面通讯装置，其特征在于，井下控制器设置在注水井中，且井下控制器连接在油管上，所述的井下控制器包括井下控制器上接头（14，井下控制器上接头（14上端通过上部油管连接至地面主控制器1，井下控制器上接头（14下端连接有外护筒22，外护筒22的下端连接有井下控制器下接头21，井下控制器下接头（21连接至下部油管，外护筒（2¾的下部设置有连接套（I9，连接套19上插接有可调水嘴20以及水嘴调节电机18，水嘴调节电机（I8上依次连接有井下控制模块（17和电池组（16，外护筒22的上部设置有扶正套（15，且扶正套（15套装在电池组16的上端。6.根据权利要求5所述的一种压力流量双载波井下与地面通讯装置，其特征在于，井下控制器上接头（14和井下控制器下接头21均与外护筒22通过丝扣连接，电池组16和井下控制模块17通过丝扣连接，井下控制模块17和水嘴调节电机18通过丝扣连接。7.根据权利要求4所述的一种压力流量双载波井下与地面通讯装置，其特征在于，泄压管⑺的出口端连接至泄压水罐。8.根据权利要求2所述的一种压力流量双载波井下与地面通讯装置，其特征在于，开度控制阀（9和地面主控制器上接头（10通过焊接连接，流量计（12和地面主控器下接头13通过焊接连接;开度控制阀9与流量计12通过丝扣连接，流量计（I2与地面控制模块11通过丝扣连接。

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