阅读说明：本技术 一种智能配注器出水口开度的直读方法 (Direct reading method for opening degree of water outlet of intelligent injection allocation device ) 是由 李建军 于 2021-08-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种智能配注器出水口开度的直读方法,将智能配注器的出水口形状简化为由一个边长为E的等边三角形和长为F、宽E的矩形组成的图形,等边三角形的顶点位置为出水口关死位置,当电机驱动传动螺杆从出水口关死位置向矩形方向转动时间为t时,根据电机转速就可计算出电机转动圈数n,再根据传动螺杆的螺距就可计算出螺杆的传动距离L,然后根据传动距离L和出水口形状计算出已打开出水口的面积S,最后根据面积S和出水口全开时的面积就可计算出出水口的开度φ。本发明在电机转动过程中根据出水口的形状和电机转动时间t就能实时计算出出水口开度φ,为油田地质专家分析注水井各层的吸水性能和优化调配方案提供参考依据。(The invention discloses a direct reading method of the opening degree of a water outlet of an intelligent injection allocation device, which simplifies the shape of the water outlet of the intelligent injection allocation device into a graph consisting of an equilateral triangle with the side length of E and a rectangle with the length of F and the width of E, wherein the vertex position of the equilateral triangle is the closing position of the water outlet, when a motor drives a transmission screw to rotate from the closing position of the water outlet to the direction of the rectangle for t, the number n of the rotation turns of the motor can be calculated according to the rotating speed of the motor, then the transmission distance L of the screw can be calculated according to the screw pitch of the transmission screw, then the area S of the opened water outlet can be calculated according to the transmission distance L and the shape of the water outlet, and finally the opening degree phi of the water outlet can be calculated according to the area S and the area when the water outlet is fully opened. According to the invention, the opening phi of the water outlet can be calculated in real time according to the shape of the water outlet and the rotation time t of the motor in the rotation process of the motor, so that a reference basis is provided for oil field geologists to analyze the water absorption performance of each layer of the water injection well and optimize a blending scheme.)

一种智能配注器出水口开度的直读方法

技术领域

本发明涉及一种智能配注器出水口开度的直读方法，属于油田高压分注井智能配注器技术领域。

背景技术

水驱开发是中国油田的主要开发方式，目前分层注水技术已发展至第四代井下智能注水及地面智能控制时代，计算机软件通过网络远程控制井下智能配水器进行数据采集和注水量调节，实现分注井层段分层压力、温度和注水量等生产数据实时监测，通过分析油藏合理注采比和平面见效方向，确定层段性质和注水强度，指导分注井动态调配，为油藏地质分析评价提供数据支持。为了获取层段的吸水性能和确定合理的配注量，油田地质专家需要获取智能配注器的出水口开度这一关键技术参数，出水口开度的定义为：已打开的出水口面积占出水口全开时面积的百分比。但目前地面操作人员只能获取调节电机的转动时间，无法直观的获取智能配注器的出水口开度，这就给油田地质专家分析注水井各层的吸水性能和优化调配方案带来一定的困难。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种智能配注器出水口开度的直读方法，该方法是在电机转动过程中根据出水口的形状和电机转动时间就能实时计算出出水口开度，为油田地质专家分析注水井各层的吸水性能和优化调配方案提供参考依据,从而克服现有技术的不足。

本发明的技术方案：一种智能配注器出水口开度的直读方法，将智能配注器的出水口形状简化为由一个边长为E的等边三角形和长为F、宽为E的矩形组成的图形，等边三角形的顶点位置为出水口关死位置，当电机驱动传动螺杆从出水口关死位置向矩形方向转动时间为t时，根据电机转速就可计算出电机转动圈数n，再根据传动螺杆的螺距就可计算出螺杆的传动距离L，然后根据传动距离L和出水口形状计算出已打开出水口的面积S，最后根据面积S和出水口全开时的面积就可计算出出水口的开度φ，最终获得电机转动时间t与出水口开度φ的数学函数φ(t)。

上述方法中，将建立起的数学函数φ(t)编制成计算机软件，计算机软件只需读取电机转动时间t，就可计算出出水口的开度φ，并实时显示在计算机软件界面上，实现配注器出水口开度的直读。

由于采用上述技术方案，本发明的优点在于：本发明在电机转动过程中根据出水口的形状和电机转动时间t就能实时计算出出水口开度φ，以获得电机转动时间t与出水口开度φ的数学函数φ(t)，将建立起的数学函数φ(t)编制成计算机软件，计算机软件只需读取电机转动时间t，就可计算出出水口的开度φ，并实时显示在计算机软件界面上，实现配注器出水口开度的直读，为油田地质专家分析注水井各层的吸水性能和优化调配方案提供参考依据。

附图说明

图1是本发明中智能配注器的出水口形状简化图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的实施例：参见图1，一种智能配注器出水口开度的直读方法，将智能配注器的出水口形状简化为由一个边长为E的等边三角形和长为F、宽为E的矩形组成的图形，等边三角形的顶点位置为出水口关死位置，当电机驱动传动螺杆从出水口关死位置向矩形方向转动时间为t时，根据电机转速就可计算出电机转动圈数n，再根据传动螺杆的螺距就可计算出螺杆的传动距离L，然后根据传动距离L和出水口形状计算出已打开出水口的面积S，最后根据面积S和出水口全开时的面积就可计算出出水口的开度φ，最终获得电机转动时间t与出水口开度φ的数学函数φ(t)。将建立起的数学函数φ(t)编制成计算机软件，计算机软件只需读取电机转动时间t，就可计算出出水口的开度φ，并实时显示在计算机软件界面上，实现配注器出水口开度的直读。

已知电机转速v为13.9秒/圈，传动螺杆的螺距b为1.5mm，等边三角形的边长E为6mm，矩形的边长F为11mm，计算电机转动时间t与开度φ的数学函数φ(t)推导过程按以下几个步骤进行：

1、计算出等边三角形与矩形的结合处(临界点)的电机转动时间t_L，设从三角形顶点到临界点的电机转动圈数为n_L，则

t_L＝v*n_L...............(2)

将E＝6，b＝1.5，v＝13.9代入公式(1)、(2)可得t_L＝48.15秒。

2、计算出水口全开时的面积S_max，由三角形面积和矩形面积组成。

将E＝6,F＝11代入公式(3)可得S_max＝81.588mm²。

3、计算传动螺杆在等边三角形区域变化时的开度φ。设从等边三角形顶点位置开始的电机转动时间为t秒，对应传动螺杆移动距离为L_i，对应的面积为S_i，则：

将b＝1.5，v＝13.9，S_max＝81.588代入公式(4)、(5)、(6)可得：

φ＝0.00824*t²...............(7)

4、计算传动螺杆在矩形区域变化时的开度φ。设从三角形顶点位置开始的电机转动时间为t秒，对应传动螺杆移动距离为L_i，对应的面积为等边三角形S₁和矩形面积S_j之和，设矩形区域内的传动螺杆移动距离为L_j，则：

L_j＝L_i-E*sin60°...............(9)

S_j＝E*L_j...............(11)

将b＝1.5，v＝13.9，E＝6，S_max＝81.588代入公式(8)、(9)、(10)、(11)、(12)可得：

φ＝0.7936*t-19.1...............(13)

5、由步骤1可知从等边三角形的顶点到临界点的电机转动时间t_L＝48.15秒，再根据上述的公式推导过程，得到公式(7)和公式(13)，即电机转动时间t和出水口开度φ的数学函数：

φ＝0.00824*t² (t≤48.15秒)

φ＝0.7936*t-19.1 (t＞48.15秒)

6、最后将出水口开度φ与电机转动时间t的关系函数φ(t)编制成计算机软件，就可实时显示配注器出水口的开度。