井下自主供電含油飽和度控制智能控流采油管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油田井下采油控制設(shè)備，特別涉及一種井下自主供電的由微電腦用含油飽和度智能控制入流量的采油油管。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有油田井下采油剖面所在儲(chǔ)層，因沉積、構(gòu)造、成巖等方面的原因，總會(huì)存在滲透非均值性和含油飽和度，這導(dǎo)致流體在地層壓力驅(qū)動(dòng)下從地層往油井井筒流動(dòng)的時(shí)候，不同剖面位置上流體的流動(dòng)速度不同，在油井開采一段時(shí)間后，產(chǎn)液剖面上總會(huì)出現(xiàn)滲透率高的層段和粘度低的流體所在段更容易產(chǎn)液，通常相對(duì)于水(或氣)粘度較高的油來說這是件壞事，因?yàn)樗?或氣)比油會(huì)跑得更快，所以油井采油后期含水(氣)會(huì)因?yàn)椴糠志蔚某鏊?或氣)而導(dǎo)致全井含水(氣)快速上升。其后果是產(chǎn)油量急劇減少，產(chǎn)水(氣)量急劇增加，從而大大降低油井效益。針對(duì)這一問題，前人開發(fā)了與密度相關(guān)的井下流體控制裝置和與粘度相關(guān)的井下流體控制裝置。比如英國(guó)TENDEKA公司的AICD(自主流體控制設(shè)備)技術(shù)就是以粘度差來控制產(chǎn)液剖面綜合產(chǎn)液效果的一項(xiàng)非常成功的技術(shù)，它通過感知粘度的大小來控制地層流體的流入量，通過自主調(diào)節(jié)閥門開度讓粘度高的流體(油)更多流入，而讓粘度低的流體(水或高含水油水混合液或氣)更少流入。但不管以密度來控制還是以粘度來控制產(chǎn)液，都存在制約因素。對(duì)于密度相關(guān)技術(shù)，前提是油和水的密度差，這個(gè)差值在0.3kg/L以內(nèi)，因此有效性不會(huì)很高，且對(duì)于稠油(密度>0.82kg/L)效果則更是有限；而對(duì)于粘度相關(guān)技術(shù)，則基本只適用于含水稠油和含氣稀油，對(duì)于油水粘度差小甚至有粘度低于水粘度的稀油，粘度相關(guān)技術(shù)則無能為力。這些設(shè)備還存在的另外一個(gè)問題，即各設(shè)備間相互獨(dú)立，沒有進(jìn)行協(xié)調(diào)，因而難于達(dá)到全產(chǎn)液剖面最優(yōu)化生產(chǎn)的目標(biāo)。
[0003]另外一類智能采油技術(shù)則是以地下完整的監(jiān)測(cè)信息通過電纜(或光纜)傳輸?shù)降孛鏀?shù)據(jù)處理中心，地面數(shù)據(jù)處理中心分析計(jì)算后向井下開關(guān)設(shè)備發(fā)出指令，井下開關(guān)設(shè)備利用地面設(shè)施提供的動(dòng)力(電或液壓)開關(guān)閥門，從而優(yōu)化采液。這類技術(shù)的不足之處在于一是分析計(jì)算設(shè)施以及動(dòng)力源都在地面，井下設(shè)施只負(fù)責(zé)執(zhí)行開關(guān)指令，地面與井下設(shè)施間由很長(zhǎng)的線纜(有的技術(shù)甚至需要液壓管線)連接，大大增加了完井的復(fù)雜程度和完井成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種井下自主供電含油飽和度控制智能控流采油管，以解決利用對(duì)產(chǎn)液剖面上不同段的含油飽和度的及時(shí)監(jiān)測(cè)，通過設(shè)備自帶的微電腦分析計(jì)算，動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)各產(chǎn)液段的產(chǎn)液量，從而在全采液剖面優(yōu)化產(chǎn)液，使產(chǎn)出流體含油量最大化等技術(shù)問題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種井下自主供電含油飽和度控制智能控流采油管，包括管體、外罩、入流開口、入流控制閥及驅(qū)動(dòng)裝置、發(fā)電裝置、飽和度探針、壓力與溫度和流量探測(cè)裝置、水聲通信或光纜通信裝置、分析與控制微電腦單元、蓄電及充電電路單元和法拉級(jí)電容單元;所述管體兩端有符合油管標(biāo)準(zhǔn)的螺口，側(cè)面有一個(gè)入流開口，管體內(nèi)有一個(gè)閥體槽、一個(gè)微電腦及蓄電設(shè)施安裝基面、一個(gè)控制閥驅(qū)動(dòng)裝置安裝基面;所述入流開口處設(shè)有一個(gè)發(fā)電機(jī)支架，發(fā)電裝置的發(fā)電機(jī)安裝在發(fā)電機(jī)支架上;所述入流控制閥包含閥體和螺桿；閥體位于閥體槽內(nèi)通過閥體槽兩側(cè)的導(dǎo)軌移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)入流開口不同程度的遮擋，該閥體上有一小流量孔，所述螺桿一端與閥體連接，另一端與減速齒輪組的從動(dòng)輪連接，該減速齒輪組的主動(dòng)輪安裝在伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，伺服電機(jī)由法拉電容供電，法拉電容的充電由被分析與控制微電腦單元調(diào)度的蓄電池完成;實(shí)現(xiàn)閥的開關(guān)控制的分析與控制微電腦單元連接;發(fā)電裝置的發(fā)電機(jī)由入流流體帶動(dòng)其槳葉旋轉(zhuǎn)發(fā)電，經(jīng)充電電路單元后向蓄電池蓄電；探測(cè)流經(jīng)入流開口的地層流體電阻率的飽和度探針安在入流開口處，并與分析與控制微電腦單元連接;壓力與溫度和流量探測(cè)裝置安裝在管體的傳感器開口上，并且與分析與控制微電腦單元連接;通信部分通過水聲通信單元或光纜與井下的其它閥單元連接通信;所述外罩套在管體上，其上對(duì)應(yīng)有一個(gè)入流開口。
[0007]發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子固定在發(fā)電機(jī)支架上，發(fā)電機(jī)葉輪槳葉裝在發(fā)電機(jī)定子上。
[0008]本發(fā)明有以下積極有益效果:
[0009]本發(fā)明的飽和度控制智能采油管，利用井下發(fā)電機(jī)為蓄電池充電形成電源，由飽和度探針探測(cè)流入流體的電阻率以確定含油飽和度，電腦根據(jù)此飽和度與井下其他本發(fā)明單元通過水聲通信技術(shù)或光纜通信，協(xié)調(diào)計(jì)算得到本單元的閥門開口度，利用蓄電池電量為法拉電容充電形成較高的啟動(dòng)電流，利用此電流驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)閥門開關(guān)到應(yīng)有的開口度，在此開口度下讓本產(chǎn)液剖面段的地層流體進(jìn)入。多個(gè)單元的流入流體在油管內(nèi)匯集，將形成含油最優(yōu)化的總流量，從而使得油井在所有階段都能以最優(yōu)化的狀態(tài)產(chǎn)液，而全過程都由井下設(shè)施自主完成，不需要地面控制干預(yù)，也不需要地面提供動(dòng)力。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主視圖示意圖。
[0011]圖2是本發(fā)明的隱藏了外罩的結(jié)構(gòu)俯視圖。
[0012]圖3是本發(fā)明的隱藏了外罩的結(jié)構(gòu)主視圖。
[0013]圖4是本發(fā)明的側(cè)視圖。
[0014]圖5是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖6是圖3的A局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖7是圖3的B局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖8是本發(fā)明的帶套管的多單元應(yīng)用于井下的實(shí)施例圖。
[0018]圖9是圖8的沿C-C方向的剖面圖。
[0019]圖10是本發(fā)明的隱藏了套管的多單元應(yīng)用于井下的示意圖。
[0020]圖11是圖10的沿A-A方向的剖面圖。
[0021 ]圖12是圖3中A局部閥門2/3開口的示意圖。
[0022]圖13是圖3中A局部閥門全關(guān)的示意圖。
[0023]圖中編號(hào):
[0024]1管體2閥體3發(fā)電機(jī)
[0025]4入流開口5伺服電動(dòng)機(jī)6溫壓流速探測(cè)器
[0026]7通信單元8減速齒輪組9螺旋
[0027]10螺桿11發(fā)電機(jī)葉輪槳葉12發(fā)電機(jī)支架
[0028]13葉輪導(dǎo)流罩14蓄電池15信號(hào)及控制和電流導(dǎo)線
[0029]16微電腦17法拉電容18a，18b飽和度探針電極
[0030]19小流量孔20閥體導(dǎo)軌21封隔器[