一种压差式智能配水器.pdf

一种压差式智能配水器，涉及采油工程分层注水技术中所用配水器的制造技术领域，包括上接头、内筒、外筒、配水主体、天线、电路板、微电机、调节水嘴、高温电池组、第一压力传感器、第二压力传感器、定位接头；内筒同轴设置在外筒内且与外筒的内壁之间形成密闭的环形仓；在配水主体上轴向设有多个安装孔；在配水主体下端连接高压密封塞，天线焊接在高压密封塞下方，在天线外侧设置天线保护罩；电路板、微电机、高温电池组分别设置于配水主体上方的环形仓内；在配水主体上径向设有注水孔，注水孔与调节水嘴配合设置。本实用新型通过提高配水器配水智能化程度，能够降低分注井测调工作量，提高分注井层段注水合格率，改善水驱开发效果。

权利要求书
1.  一种压差式智能配水器，其特征在于：包括上接头、内筒、外筒、配水主体、天线、电路板、微电机、调节水嘴、高温电池组、第一压力传感器、第二压力传感器、定位接头；
所述外筒连接在上接头的下方，所述内筒同轴设置在外筒内且与外筒的内壁之间形成密闭的环形仓；所述配水主体为环形，所述配水主体的上端连接在外筒内侧，配水主体的下端连接在定位接头的内侧，所述内筒的下端伸入配水主体的通孔内且与配水主体连接；
在所述配水主体上轴向设有多个安装孔，所述调节水嘴、第一压力传感器和第二压力传感器分别设置在各安装孔内；在所述配水主体下端连接高压密封塞，所述天线焊接在高压密封塞下方，在所述天线外侧设置天线保护罩；所述电路板、微电机、高温电池组分别设置于配水主体上方的环形仓内；
在所述配水主体上径向设有注水孔，所述注水孔与调节水嘴配合设置；所述调节水嘴包括可调阀芯、阀套，所述微电机的输出轴与可调阀芯传动连接，所述阀套套置在可调阀芯的外侧，在所述可调阀芯上径向设置第一通孔，在所述阀套上径向设置第二通孔，所述第一通孔与第二通孔在同一轴线上；所述注水孔与第一通孔、第二通孔相连通。

2.  根据权利要求1所述的一种压差式智能配水器，其特征在于：所述电路板包括第一传感器驱动信号源、第二传感器驱动信号源、第一信号放大测量电路、第二信号放大测量电路、参考电压源、电机控制芯片组、温度测量电路、微控制器、无线数传模块、异步通信控制电路、数据存储器、电源管理电路；所述高温电池组分别与电源管理电路及微控制器相连接，为控制电路提供电源；所述微控制器分别与第一传感器驱动信号源、第二传感器驱动信号源、第一信号放大测量电路、第二信号放大测量电路、参考电压源、温度测量电路、异步通信控制电路、数据存储器、电源管理电路、高温电池组相连；所述参考电压源分别与第一信号放大测量电路、第二信号放大测量电路相连；所述无线数传模块与异步通信控制电路相连；所述高温电池组分别与电源管理电路及微控制器相连；所述第一传感器驱动信号源和第一信号放大测量电路分别与第一压力传感器相连，所述第二传感器驱动信号源和第二信号放大测量电路分别与第二压力传感器相连；所述电机控制芯片组电路与微电机相连，所述无线数传模块与天线相连。

3.  根据权利要求1所述的一种压差式智能配水器，其特征在于：在所述定位接头内设有定位台阶。

说明书一种压差式智能配水器
技术领域
本实用新型涉及采油工程分层注水技术中所用配水器的制造技术领域。
背景技术
偏心配水工艺应用井主要采用常规水嘴、恒流水嘴、可调水嘴进行分层配水，空心配水工艺应用井主要采用常规水嘴进行分层配水，根据配水工艺和配水嘴的不同，试采一厂分注井采用的测调技术主要由两种：“测试－调配－测试”常规测调技术和“边测边调”测调技术。“测试－调配－测试”常规测调技术主要用于常规水嘴配水井测调，测调过程需要重复操作进行分层流量测试、水嘴调配操作，单井测调合格约需要投入投捞、测试工作量4.2井次；“边测边调”测调技术主要应用于可调水嘴配水井测调，分为存储式“边测边调”技术和电缆直读式“边测边调”技术，存储式“边测边调”技术对可调水嘴配水井进行测调，测调时通过钢丝下入测控处理器并与可调水嘴对接，测控处理器测取分层流量，与预先设定的配注进行反复对比，调整可调水嘴开启度，直到注水量满足配注目标，一级两段分注井测调合格一般需投入调配测试工作量1井次，两级三段以上分注井由于层间干扰大，单井测调合格约需要投入3井次调配测试工作量；电缆直读式“边测边调”技术目前正处于计划试验过程中，该技术测调过程中在地面能即时监测各分注层段流量。
由于分注井快速增加，测调力量不足，现有配水工艺及其测调技术逐步显现出以下问题：（1）测调工作量大、效率低；（2）配水工艺智能化程度低。
　   国内外技术现状：从查阅的文献资料看，国内各油田基本解决了笼统注水井智能配水的技术问题，但基本都面临分注井分注层段配水智能化程度低的问题，国内油田相继在分层注水井测试上应用了边测边调技术，缩短了测试周期，降低了工作强度，使测调效率得到大幅提高，但是整个测调过程依然以操控测调仪器为核心，测调过程需要测调人员的全程参与，没有实现流量调配的全程自动化。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决普通配水器测调工作量大、效率低、配水工艺智能化程度低等问题，进而提供一种压差式智能配水器。
本实用新型包括上接头、内筒、外筒、配水主体、天线、电路板、微电机、调节水嘴、高温电池组、第一压力传感器、第二压力传感器、定位接头；
所述外筒连接在上接头的下方，所述内筒同轴设置在外筒内且与外筒的内壁之间形成密闭的环形仓；所述配水主体为环形，所述配水主体的上端连接在外筒内侧，配水主体的下端连接在定位接头的内侧，所述内筒的下端伸入配水主体的通孔内且与配水主体连接；
在所述配水主体上轴向设有多个安装孔，所述调节水嘴、第一压力传感器和第二压力传感器分别设置在各安装孔内；在所述配水主体下端连接高压密封塞，所述天线焊接在高压密封塞下方，在所述天线外侧设置天线保护罩；所述电路板、微电机、高温电池组分别设置于配水主体上方的环形仓内；
在所述配水主体上径向设有注水孔，所述注水孔与调节水嘴配合设置；所述调节水嘴包括可调阀芯、阀套，所述微电机的输出轴与可调阀芯传动连接，所述阀套套置在可调阀芯的外侧，在所述可调阀芯上径向设置第一通孔，在所述阀套上径向设置第二通孔，所述第一通孔与第二通孔在同一轴线上；所述注水孔与第一通孔、第二通孔相连通。
本实用新型压力传感器测量采集到两个不同位置的压力，油管压力和地层压力，也叫嘴前压力和嘴后压力，电路板的采集板及无线板可将两个压力信号采集，计算出压力差，并通过单片机带入理论图版运算出微电机应该调节连续可调水嘴与阀套之间的开合度，以此达到控制注入地层流量的目的。信号引线通过密封盘根或高压密封塞与电路板相连，以保证电路仓在能感应外部信号的前提下，可以承受井下高压。本实用新型通过提高配水器配水智能化程度，能够降低分注井测调工作量，并“连续、时刻”保证分注井各分注层段严格按注水方案要求注水，提高分注井层段注水合格率，改善水驱开发效果。
本实用新型所述电路板包括第一传感器驱动信号源、第二传感器驱动信号源、第一信号放大测量电路、第二信号放大测量电路、参考电压源、电机控制芯片组、温度测量电路、微控制器、无线数传模块、异步通信控制电路、数据存储器、电源管理电路；所述高温电池组分别与电源管理电路及微控制器相连接，为控制电路提供电源；所述微控制器分别与第一传感器驱动信号源、第二传感器驱动信号源、第一信号放大测量电路、第二信号放大测量电路、参考电压源、温度测量电路、异步通信控制电路、数据存储器、电源管理电路、高温电池组相连；所述参考电压源分别与第一信号放大测量电路、第二信号放大测量电路相连；所述无线数传模块与异步通信控制电路相连；所述高温电池组分别与电源管理电路及微控制器相连；所述第一传感器驱动信号源和第一信号放大测量电路分别与第一压力传感器相连，所述第二传感器驱动信号源和第二信号放大测量电路分别与第二压力传感器相连；所述电机控制芯片组电路与微电机相连，所述无线数传模块与天线相连。
本实用新型在所述定位接头内设有定位台阶。当无线读取器下到此位置有定位台阶给定位，从而实现近距离和天线之间进行无线数据通讯。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1的A部放大图。
图3为本实用新型的电路原理框图。
具体实施方式
    如图1、2、3所示，本实用新型包括上接头1、内筒2、外筒3、配水主体4、天线5、电路板6、微电机7、调节水嘴8、高温电池组9、第一压力传感器10、第二压力传感器11、定位接头12。
外筒3连接在上接头1的下方，内筒2同轴设置在外筒3内且与外筒3的内壁之间形成密闭的环形仓13；配水主体4为环形，所述配水主体4的上端连接在外筒3内侧，配水主体4的下端连接在定位接头12的内侧，内筒2的下端伸入配水主体4的通孔内且与配水主体4连接，在定位接头12内设有定位台阶15。
在配水主体4上轴向设有多个安装孔，调节水嘴8、第一压力传感器10和第二压力传感器11分别设置在各安装孔内；在配水主体4下端连接高压密封塞16，天线5焊接在高压密封塞16下方，在天线5外侧设置天线保护罩17；电路板6、微电机7、高温电池组9分别设置于配水主体4上方的环形仓13内。
在配水主体4上径向设有注水孔18，注水孔18与调节水嘴8配合设置；调节水嘴8包括可调阀芯8-1、阀套8-2，微电机7的输出轴与可调阀芯8-1传动连接，阀套8-2套置在可调阀芯8-1的外侧，在可调阀芯8-1上径向设置第一通孔8-1-1，在阀套8-2上径向设置第二通孔8-2-1，第一通孔8-1-1与第二通孔8-2-1在同一轴线上；注水孔18与第一通孔8-2-1、第二通孔8-2-1相连通。
电路板6包括第一传感器驱动信号源19、第二传感器驱动信号源20、第一信号放大测量电路21、第二信号放大测量电路22、参考电压源23、电机控制芯片组24、温度测量电路25、微控制器26、无线数传模块27、异步通信控制电路28、数据存储器29、电源管理电路30；高温电池组9分别与电源管理电路30及微控制器26相连接，为控制电路提供电源；微控制器26分别与第一传感器驱动信号源19、第二传感器驱动信号源20、第一信号放大测量电路21、第二信号放大测量电路22、参考电压源23、温度测量电路25、异步通信控制电路28、数据存储器29、电源管理电路30、高温电池组6相连；参考电压源23分别与第一信号放大测量电路21、第二信号放大测量电路相连22；无线数传模块27与异步通信控制电路28相连；高温电池组6分别与电源管理电路30及微控制器相26连；第一传感器驱动信号源19和第一信号放大测量电路21分别与第一压力传感器10相连，第二传感器驱动信号源20和第二信号放大测量电路22分别与第二压力传感器11相连；电机控制芯片组电路24与微电机7相连，所述无线数传模块27与天线5相连。