阅读说明：本技术 一种完井永置式分层自动测调注水采油自主测量系统 (Well completion permanent-placed type layered automatic measuring and regulating water injection oil extraction autonomous measuring system ) 是由 李建飞 吕树宏 于 2020-03-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了石油钻探应用领域的一种完井永置式分层自动测调注水采油自主测量系统,包括钻探管和发电系统,钻探管包括上接头主体、下接头主体和套管,所述上接头主体和下接头主体之间安装有套管,所述套管靠近上接头主体的一端安装有流量计,所述流量计的另一端连通上接头主体,所述流量计的两端分别开设有出水口和进水口；本发明在钻探管中部的的独立空间内安装有测调工作筒安装,缩短了测调工作筒内部传感器与发电机之间的距离独立模块化设计,减少了所需的连接钢缆,降低了线路损耗,节约了成本,提高了讯通断线的问题；系统采用自主井下发电结构,体积小、重量轻、电气性能稳定、耐候性好、抗雷电冲击能力强、抗振动能力强。(The invention discloses a well completion permanent set type layered automatic measuring and regulating water injection oil extraction autonomous measuring system in the field of oil drilling application, which comprises a drilling pipe and a power generation system, wherein the drilling pipe comprises an upper connector main body, a lower connector main body and a sleeve, the sleeve is arranged between the upper connector main body and the lower connector main body, one end of the sleeve, which is close to the upper connector main body, is provided with a flowmeter, the other end of the flowmeter is communicated with the upper connector main body, and two ends of the flowmeter are respectively provided with a water outlet and a water inlet; according to the invention, the testing and adjusting working barrel is arranged in the independent space in the middle of the drilling pipe, so that the independent modular design of the distance between the sensor inside the testing and adjusting working barrel and the generator is shortened, the required connecting steel cable is reduced, the line loss is reduced, the cost is saved, and the problems of communication on-off are solved; the system adopts an autonomous underground power generation structure, and has the advantages of small volume, light weight, stable electrical performance, good weather resistance, strong lightning impulse resistance and strong vibration resistance.)

一种完井永置式分层自动测调注水采油自主测量系统

技术领域

本发明属于石油钻探完井技术领域，具体涉及一种完井永置式分层自动测调注水采油自主测量系统。

背景技术

为了适应在井底高温高压的环境条件，要求测量传感器满足耐高温高压，还有抗腐蚀性和抗振动能力强的特点。因为井下本身尺寸的限制，对测量传感器的体积有严格要求。安装在采油杆内的压力传感器、温度传感器、流量传感器、井底发电单元、测量处理电路单元，对传感器的可靠性要求高，处理电路的绝缘强度、耐受高湿度、高盐分环境的能力、抗雷电冲击、抗振动的能力是此类智慧完井完整的重要技术要求。

常规型完井系统不能满足上述要求。现有的采油井下测调系统，通常采用将通过地面给井下单线供电采集，钢缆3000m井下采集到信号传到地面处理解析。这种方式线路损耗大，经常性电缆断，信号丢失，综合成本高。而且测量系统安装在井底容易与井壁接触、防护性能差、可靠性低。井下测量没有电源只能依靠地面提供能源，而且经常采集不到信号，只能重新下放安装一套。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，通过测调工作筒解决了上述提出的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种完井永置式分层自动测调注水采油自主测量系统，包括钻探管和发电系统，钻探管包括上接头主体、下接头主体和套管，所述上接头主体和下接头主体之间安装有套管，所述套管靠近上接头主体的一端安装有流量计，所述流量计的另一端连通上接头主体，所述流量计的两端分别开设有出水口和进水口；

所述套管主要由井下安全阀、顶封密封器、测调工作筒、隔离密封器和底部密封器组成，所述套管的一端安装有井下安全阀，所述井下安全阀的另一端安装有三个测调工作筒，三个所述测调工作筒相邻，靠近井下安全阀的测调工作筒一端安装有顶封密封器，远离井下安全阀的测调工作筒一端固定有顶封密封器安装有底部密封器，每两个所述测调工作筒之间安装有隔离密封器。

作为一种优选，所述井下安全阀的一侧安装有滑套，每个所述测调工作筒上安装有电动测调工作筒，远离井下安全阀的测调工作筒一端安装有圆堵，所述测调工作筒的表壁上安装有防砂筛管。

作为一种优选，所述流量计与套管之间通过过流通道连通，所述套管的内壁上安装有电路仓。

作为一种优选，所述过流通道的一端安装有一体化水嘴。

作为一种优选，所述一体化水嘴通过高压连接管与流量计连通，所述流量计内部安装有管内压力传感器和管外压力传感器。

作为一种优选，所述套管还包括电缆密封接头上接口、电缆穿越孔、电缆密封接头下接口、电源、通信CPU电路板和测量、电机控制电路板，所述套管的内部两端开设有电缆密封接头上接口和电缆密封接头下接口，所述电缆密封接头上接口和电缆密封接头下接口之间开设有电缆穿越孔，所述套管的内表壁上安装有电源、通信CPU电路板和测量、电机控制电路板。

作为一种优选，所述电缆穿越孔贯穿顶封密封器、测调工作筒和隔离密封器，用于提供工作电源。

作为一种优选，所述套管内部还固定安装有温度传感器，所述上接头主体上固定安装有避雷器和射频信号发射器。

作为又一种优选，发电系统安装于井内壁开设空间，其主要由水轮机组成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在钻探管中部的的独立空间内安装有测调工作筒安装，缩短了测调工作筒内部传感器与发电机之间的距离独立模块化设计，减少了所需的连接钢缆，降低了线路损耗，节约了成本，提高了讯通断线的问题。

2、本发明系统采用自主井下发电结构，体积小、重量轻、电气性能稳定、耐候性好、抗雷电冲击能力强、抗振动能力强，可以满足井下各种环境、污秽、粉尘、高湿度、高盐分、长期振动等严酷运行环境的使用要求。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中测调工作筒的结构示意图；

图3为本发明中测调工作筒的内部示意图；

图4为本发明中测调工作筒仪表安装位置图；

图5为本发明套管内部结构示意图。

图中：1、上接头主体；2、下接头主体；3、套管；311、井下安全阀；312、顶封密封器；313、测调工作筒；3131、电动测调工作筒；3132、电路仓；3133、过流通道；314、隔离密封器；315、底部密封器；316、滑套；317、圆堵；318、防砂筛管；32、高压连接管；33、一体化水嘴；34、电缆密封接头上接口；35、电缆穿越孔；36、电缆密封接头下接口；37、电源、通信CPU电路板；38、测量、电机控制电路板；4、流量计；41、管内压力传感器；42、管外压力传感器；5、出水口；6、进水口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1-5，本发明提供以下技术方案：一种完井永置式分层自动测调注水采油自主测量系统，包括钻探管和发电系统，钻探管包括上接头主体1、下接头主体2和套管3，上接头主体1和下接头主体2之间安装有套管3，套管3靠近上接头主体1的一端安装有流量计4，流量计4的另一端连通上接头主体1，流量计4的两端分别开设有出水口5和进水口6；

套管3主要由井下安全阀311、顶封密封器312、测调工作筒313、隔离密封器314和底部密封器315组成，套管3的一端安装有井下安全阀311，井下安全阀311的另一端安装有三个测调工作筒313，三个测调工作筒313相邻，靠近井下安全阀311的测调工作筒313一端安装有顶封密封器312，远离井下安全阀311的测调工作筒313一端固定有顶封密封器312安装有底部密封器315，每两个测调工作筒313之间安装有隔离密封器314。

进一步地，如图2-3所示，井下安全阀311的一侧安装有滑套316，每个测调工作筒313上安装有电动测调工作筒3131，远离井下安全阀311的测调工作筒313一端安装有圆堵317，测调工作筒313的表壁上安装有防砂筛管318。

本实施例中电动测调工作筒3131用来调整测调工作筒313的具体工作位置，上下调整测调工作，更准确的给地测注水；防砂筛管318主要防止井内的泥沙进入测调工作筒313内部，同时防砂筛管318用来协助安全阀311正常安全泄放；测调工作筒313用于工作测量单层注水量、当前工作温度压力确保井下的注水正常循环；顶封密封器312、隔离密封器314和底部密封器315作为测调工作筒313的之间的隔离作用，主要是适应多层井注水使用；井下安全阀311要用来防止井下压力过高，自动释放压力，从而保护测调工作筒313内的传感器在安全压力下正常工作。

进一步地，如图4-5所示，流量计4与套管3之间通过过流通道3133连通，套管3的内壁上安装有电路仓3132。

本实施例中电路仓3132用于储存发电系统中电能。

进一步地，过流通道3133的一端安装有一体化水嘴33。

进一步地，一体化水嘴33通过高压连接管32与流量计4连通，流量计4内部安装有管内压力传感器41和管外压力传感器42。。

进一步地，套管3还包括电缆密封接头上接口34、电缆穿越孔35、电缆密封接头下接口36、电源、通信CPU电路板37和测量、电机控制电路板38，套管3的内部两端开设有电缆密封接头上接口34和电缆密封接头下接口36，电缆密封接头上接口34和电缆密封接头下接口36之间开设有电缆穿越孔35，套管3的内表壁上安装有电源、通信CPU电路板37和测量、电机控制电路板38。

本实施例中套管3通过电缆与发电系统连通，从而提供工作中的电能，使得套管3内仪器得以正常工作，电缆的一端连接发电系统，另一端从电缆密封接头上接口34进入至电缆穿越孔35，通过电缆穿越孔35内部的电缆对仪器提供电能。

进一步地，如图5所示，电缆穿越孔35贯穿顶封密封器312、测调工作筒313和隔离密封器314，用于提供工作电源。

进一步地，套管3内部还固定安装有温度传感器，上接头主体1上固定安装有避雷器和射频信号发射器。

本实施例中射频信号发射器为了接受地面控制信号和反馈井底各项参数，时时监控井下的运转数据指标；避雷器作为高电流或者高电压冲击，或者是地面传来雷击电压电流；温度传感器、管内压力传感器、管外压力传感器、流量计主要是监测井下压力、温度和流量数据，具备注入量自动调配功能，方便快捷，还可获取井下工况参数实时资料，在加强对储层认识、调整开发方案、优化措施挖潜等多个方面具有指导意义，为水井动态分析提供数据支持。

实施例二

其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例二与实施例一的不同之处在于：发电系统安装于井内壁开设空间，其主要由水轮机组成。

本实施例中井下发电系统独立设计空间，完全与其它设备隔离，利用井下注水的资源，使用水轮机发电，发电主要提供井下设备电能正常工作，水轮机发出来的电，一部分直接通过稳压电源给所有的设备提供电能，一部分给井下备用电源充电，为了断电从存设备数据，水力发电全部采用新配方耐高温温树脂系统进行浇注，线圈进过树脂浇注，可完全包封线圈内部导体，隔绝外部温度、高湿度、高盐分的空气，可保证变压器恶劣环境运行中的可靠性，树脂材料中添加高导热材料，能迅速将变压器产生的热量传导到线圈表面的空气中，线圈表面涂刷憎水性材料，可防止线圈表面产生凝露，提高变压器在恶劣环境中运行的可靠性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前后”、“左右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

当然在本技术方案中，本领域的技术人员应当理解的是，术语“一”应理解为“至少一个”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的技术提示下可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。