水井测调智能操控装置及方法技术领域
本发明涉及一种石油工业设备及方法，特别涉及一种水井测调智能操控装置及方
法。
背景技术
油田的开发中后期，随着地层能量的降低，原油的开采难度越来越大，特别对于低
渗透油藏，由于油层的渗透率极低，油井附近的原油不能有效的渗透到油井中，这就需要采
取一系列的工艺措施，增加渗透率，或者进行注水驱油，增加地层的能量。所以作为一种重
要的增产措施，注水工作伴随着整个原油开采过程，注水质量的好坏直接影响到采油效率
和整体的开发水平。
在注水工作中，一项重要的工作就是测试和调配（简称测调），一方面要测试井下
的地层参数，为注水措施的选择提供资料。同时还要进行合理的注水量调配，特别是针对分
层注水井，通过井下注水分配器，不同的层位对应不同的水嘴，可以实现不同层位注水量的
分别调配。在进行测试、调配时，需要将测试仪器、专用调配工具通过测调钢丝缆下到井下，
目前的操作通过人工完成，安装测试工具、安装井口防喷管、井口阀门开关，下放测试工具，
人工操作步骤相对复杂，一个班组至少需要3个操作人员，劳动强度较大，主要存在以下问
题：1、工人的体力劳动繁重，操作人员多。主要工作：安装防喷管到井口、卡箍固定、开启井
口阀门、仪器下井遇堵手动调节缆绳，需要三个人一起协作才能安装完成。2、人工操作过程
中存在很多安全隐患：仪器下井遇堵时需要操作者爬上2米多高的防喷管调节缆绳，在雪
天、雨天和大风天都存在较大安全隐患；此外，人工开启井口测试阀门，对于10-25兆帕的井
口压力，手动操作也存在较大不安全因素。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种代替人工完成一系列
的安装工作水井测调智能操控装置及方法，不仅可以降低用工人数，还可以降低劳动强度，
另外减低了安全隐患。
本发明提到的一种水井测调智能操控装置，主要由车载固定架、滑动机构、井口定
位器组成，其中，滑动机构由防喷管运载及翻转器、防喷管、自动夹紧卡箍组成，车载固定架
安装在井口的旁边，井口定位器安装在注水井口上，二者之间通过传送钢绳相连，传送钢绳
是滑动机构的传送带，所述传送钢绳的一端连接传送钢绳绞车，另一端连接到井口，传送钢
绳绞车用于收发传送钢绳，并调整松紧度，便于滑动机构与井口定位器连接；滑动机构上固
定有牵引绳，牵引绳绞车的转动带动滑动机构在车载固定架和井口定位器之间移动，实现
防喷管的运送和回收；滑动机构传送到井口通过井口定位器实现定位，通过防喷管运载及
翻转器将防喷管竖立，并对准测试用的注水井口，自动夹紧卡箍将防喷管固定在注水井口
上，利用注水井口的阀门自动开启装置自动打开井口测试阀门，防喷管内的测试仪器就可
以自由的起、下操作。
上述的车载固定架包括固定架、传送钢绳绞车、牵引绳绞车、滑轮、行车开关和滚
轮，固定架的底部设有传送钢绳绞车和牵引绳绞车，传送钢绳绞车用于收发传送钢绳，调整
松紧度，便于滑动机构的传送和井口定位；牵引绳绞车用于收发牵引钢绳，滑动机构固定在
牵引钢绳上，操作两个绞车实现滑动机构在车载固定架和进口固定器之间运动；在固定架
的顶部设有滑轮、行车开关和滚轮。
上述的井口定位器主要由固定板、定位块、定位管、连接轴、大滑轮、锁紧机构和小
滑轮组成，固定板由上下共四块组成，中间通过连接轴连接，大滑轮水平安装在上部两个固
定板的左端，小滑轮纵向安装在右侧的连接轴上，大滑轮用于穿引传送钢绳，小滑轮用于穿
引牵引钢绳，定位块和定位管安装在上部两个固定板上，通过组合实现防喷管与注水井口
对中，实现自动夹紧卡箍将防喷管固定在井口上。
上述的防喷管运载及翻转器包括小车架、滑轮、回转座、缆绳固定架、定位轴和翻
转器，所述的小车架和其下部的滑轮一起组成一个可以移动的滑车，携带防喷管在井口和
测试车之间移动，在小车架的一端设有定位轴，通过定位轴与井口的定位装置配合实现定
位，定位完成后开启翻转器；在小车架的中部设有回转座，通过回转座将翻转器固定在小车
架；在小车架的底部设有缆绳固定架，通过牵引绳带动小车架在井口定位器和测试车之间
运动。
上述的翻转器包括转轴、键、铰接座、紧定螺钉、第一电动机构，在回转座内安装转
轴，转轴与铰链座通过键连接，翻转器的动力源通过第一电动机构提供，旋转盖板与铰链座
焊接为一体，并与自动夹紧卡箍连接板连接，随转轴同步转动，实现自动夹紧卡箍、防喷管
的翻转。
上述的自动夹紧卡箍包括连接板、第一卡箍、第二卡箍、双头螺栓、防喷管固定支
架、防转轴、连接件、套筒、电动机构、主架体，在主架体的一端设有连接板，通过连接板连接
翻转器，在主架体的另一端设有电动机构，所述的主架体上部设有用来固定防喷管的防喷
管固定支架，在主架体的中间设有第一卡箍和第二卡箍，且第一卡箍固定在主架体的内壁，
第二卡箍通过双头螺栓、防转轴及连接件与电动机构连接，通过电动机构控制第二卡箍移
动进而实现卡箍的锁紧。
上述的防喷管包括焊接体、出水管、高压电磁阀、防喷接头、天轮支架、天轮、防脱
板和防喷管主体，
防喷管主体内安装有测试仪器，测试仪器通过测试钢缆与测试车的绞车相连，起、下测
试仪器；防喷管主体的底部设有焊接体，中下部设有出水管，在出水管上设有高压电磁阀，
通过高压电磁阀与出水管进行卸压放空，将测试完成后防喷管内的高压放空；所述的防喷
管主体的顶部设有防喷接头，天轮支架固定在防喷管主体的上端，且天轮固定在天轮支架
上，天轮外侧设有防脱板。
上述的天轮支架上设有测试缆调整器支架，在测试缆调整器支架的一侧安装调整
器。
上述的阀门自动开启装置外挂在防喷管运载及翻转器上，并与其采用软管连接，
动力及控制信号均取自防喷管运载及翻转器，阀门自动开启装置包括固定套、第一套筒、第
二套筒、开关、电动机、主体，所述的主体的一端设有固定套，在主体的内腔设有第一套筒和
第二套筒，所述的第一套筒和第二套筒组合实现对阀门端部的阀杆的转动，且第一套筒和
第二套筒的动力机构为第二电动机构。
本发明提到的一种水井测调智能操控装置的使用方法，包括以下步骤：
1.准备工作
a)测井车携带水井测调到达需要测调的注水井，选择方便操作的位置，地面平整，停稳
车辆并拉起手刹；
b)井口测试准备，依据操作规程关闭相应的井口阀门，除去测试阀门上端的杂物及配
件，将测试仪器安装到防喷管中，准备就绪；
2.安装井口定位器
a)松开传送钢绳绞车和牵引绳绞车离合器分离，传送钢绳和牵引钢绳放开，持井口定
位器走向井口，到达井口后，进行井口定位器安装；
b)将井口定位器卡在井口上，关闭夹钳，锁上锁扣，检查安装是否牢靠，如果不紧固，重
新安装；
c)传送绞车离合接合，按动“传送绞车正、反”按钮，启动传送钢绳绞车，调整传送钢绳
的松紧度，便于滑动机构运送，关闭绞车，拉起刹车；
3.运送滑动机构
松开测试仪器收放绞车、牵引绳绞车离合器接合，按动“牵引绞车正”按钮，启动牵引绳
绞车前进，滑动机构缓慢向井口移动，滑动过程中注意电缆、测试仪器钢丝，以防缠绕；
4.翻转防喷管
滑动机构接近井口定位器，观察定位轴是否插入定位管中，否则调整传送钢绳使其插
入，滑动机构到位后进行下一步操作；
按动“防喷管竖立”按钮，翻转防喷管，翻转过程中，由红外检测防喷管是否与井口对
中，如果不对中，可进行适当的调整；
5.连接防喷管
按动“卡箍锁紧”按钮开启自动夹紧卡箍，将防喷管与井口连接在一起，拧死防转轴，按
动“电磁阀关”关闭高压电磁阀，自动夹紧操作完成；
6.安装阀门自动开启装置
将阀门自动开启装置固定在测试阀门上，按动“井口阀开”按钮开启测试阀门，操作完
成。
本发明的有益效果是：（1）减少人员的繁重体力劳动，利用操控装置可以代替工人
搬运和安装防喷管，同时避免多次攀爬2米高的防喷管；（2）可以减少用工的人数，由于本发
明的操控装置能够自动安装和开启装备以及调节测试缆绳，使得原先需要多名工人配合完
成的工作能够只需一人即可独立完成；（3）减少安全隐患，提高企业的安全性。对于存在安
全隐患的带压就地开启阀门等工作，均可通过远程的遥控实现，同时也由于自动化程度较
高，可以避免工人在攀爬和搬运过程中存在的各种不安全因素。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图；
附图2是车载固定架的结构示意图；
附图3是车载固定架的侧视图；
附图4是井口定位器的结构图；
附图5是防喷管运载及翻转器的结构图；
附图6是翻转器的内部结构图；
附图7是自动夹紧卡箍的结构图；
附图8是防喷管的结构图；
附图9是阀门自动开启装置的结构图；
上图中：车载固定架1、井口定位器2、防喷管运载及翻转器3、防喷管4、自动夹紧卡箍5、
阀门自动开启装置6、注水井口7、传送钢绳8；固定架1.1、传送钢绳绞车1.2、牵引绳绞车
1.3、滑轮1.4、行车开关1.5和滚轮1.6；固定板2.1、定位块2.2、定位管2.3、连接轴2.4、滑轮
2.5、锁紧机构2.6；小车架3.2、翻转器3.3、防护罩3.4、定位轴3.5、缆绳固定架3.6；焊接体
4.1、出水管4.2、高压电磁阀4.3、防喷接头4.4、天轮支架4.5、测试缆调整器4.6、测试缆调
整器支架4.7、天轮4.8、防脱板4.9；
连接板5.1、第一卡箍5.2、第二卡箍5.3、双头螺栓5.4、防喷管固定支架5.5、防转轴
5.6、锁紧件5.7、套筒5.8、电动机构5.9；固定套6.1、第一套筒6.2、第二套筒6.3、开关6.4、
电动机构6.5、主体6.6、阀门6.7、第二电动机构6.8。
具体实施方式
本发明提到的一种水井测调智能操控装置，主要由车载固定架1、滑动机构、井口
定位器2组成，其中，滑动机构由防喷管运载及翻转器3、防喷管4、自动夹紧卡箍5组成，车载
固定架1安装在井口的旁边，井口定位器2安装在注水井口7上，二者之间通过传送钢绳8相
连，传送钢绳8是滑动机构的传送带，所述传送钢绳的一端连接传送钢绳绞车1.2，另一端连
接到井口，传送钢绳绞车用于收发传送钢绳，并调整松紧度，便于滑动机构与井口定位器2
连接；滑动机构上固定有牵引绳，牵引绳绞车1.3的转动带动滑动机构在车载固定架1和井
口定位器2之间移动，实现防喷管的运送和回收；滑动机构传送到井口通过井口定位器2实
现定位，通过防喷管运载及翻转器3将防喷管4竖立，并对准测试用的注水井口7，自动夹紧
卡箍5将防喷管4固定在注水井口7上，利用注水井口7的阀门自动开启装置6自动打开井口
测试阀门，防喷管4内的测试仪器就可以自由的起、下操作。
参照附图2和3，本发明提到的车载固定架包括固定架1.1、传送钢绳绞车1.2、牵引
绳绞车1.3、滑轮1.4、行车开关1.5和滚轮1.6，固定架1.1的底部设有传送钢绳绞车1.2和牵
引绳绞车1.3，传送钢绳绞车1.2用于收发传送钢绳，调整松紧度，便于滑动机构的传送和井
口定位；牵引绳绞车1.3用于收发牵引钢绳，滑动机构固定在牵引钢绳上，操作两个绞车实
现滑动机构在车载固定架和进口固定器之间运动；在固定架1.1的顶部设有滑轮1.4、行车
开关1.5和滚轮1.6。
参照附图4，本发明提到的井口定位器2主要由固定板2.1、定位块2.2、定位管2.3、
连接轴2.4、大滑轮2.5、锁紧机构2.6和小滑轮2.7组成，固定板2.1由上下共四块组成，中间
通过连接轴2.4连接，大滑轮2.5水平安装在上部两个固定板2.1的左端，小滑轮2.7纵向安
装在右侧的连接轴2.4上，大滑轮2.5用于穿引传送钢绳，小滑轮用于穿引牵引钢绳，定位块
2.2和定位管2.3安装在上部两个固定板2.1上，通过组合实现防喷管与注水井口对中，实现
自动夹紧卡箍将防喷管固定在井口上。
参照附图5，本发明提到的防喷管运载及翻转器3包括小车架3.1、滑轮3.3、回转
座3.4、缆绳固定架3.12、定位轴3.17和翻转器3.18，所述的小车架3.1和其下部的滑轮3.3
一起组成一个可以移动的滑车，携带防喷管在井口和测试车之间移动，在小车架3.1的一端
设有定位轴3.17，通过定位轴3.17与井口的定位装置配合实现定位，定位完成后开启翻转
器3.18；在小车架3.1的中部设有回转座3.4，通过回转座3.4将翻转器3.18固定在小车架
3.1；在小车架3.1的底部设有缆绳固定架3.12，通过牵引绳带动小车架3.1在井口定位器和
测试车之间运动。
参照附图6，本发明提到的翻转器3.18包括转轴3.6、键3.7、铰接座3.8、紧定螺钉
3.9、第一电动机构3.10，在回转座3.4内安装转轴3.6，转轴3.6与铰链座3.8通过键3.7连
接，翻转器的动力源通过第一电动机构3.10提供，旋转盖板3.11与铰链座3.8焊接为一体，
并与自动夹紧卡箍连接板连接，随转轴3.6同步转动，实现自动夹紧卡箍、防喷管的翻转。
参照附图7，本发明提到的自动夹紧卡箍5包括连接板5.1、第一卡箍5.2、第二卡箍
5.3、双头螺栓5.4、防喷管固定支架5.5、防转轴5.6、连接件5.7、套筒5.8、电动机构5.9、主
架体5.16，在主架体5.16的一端设有连接板5.1，通过连接板5.1连接翻转器，在主架体5.16
的另一端设有电动机构5.9，所述的主架体5.16上部设有用来固定防喷管的防喷管固定支
架5.5，在主架体5.16的中间设有第一卡箍5.2和第二卡箍5.3，且第一卡箍5.2固定在主架
体5.16的内壁，第二卡箍5.3通过双头螺栓5.4、防转轴5.6及连接件5.7与电动机构5.9连
接，通过电动机构5.9控制第二卡箍5.3移动进而实现卡箍的锁紧。
参照附图8，本发明提到的防喷管4包括焊接体4.1、出水管4.2、高压电磁阀4.3、防
喷接头4.4、天轮支架4.5、天轮4.8、防脱板4.9和防喷管主体4.10，
防喷管主体4.10内安装有测试仪器，测试仪器通过测试钢缆与测试车的绞车相连，起、
下测试仪器；防喷管主体4.10的底部设有焊接体4.1，中下部设有出水管4.2，在出水管4.2
上设有高压电磁阀4.3，通过高压电磁阀4.3与出水管4.2进行卸压放空，将测试完成后防喷
管内的高压放空；所述的防喷管主体4.10的顶部设有防喷接头4.4，天轮支架4.5固定在防
喷管主体4.10的上端，且天轮4.8固定在天轮支架4.5上，天轮4.8外侧设有防脱板4.9。
上述的天轮支架4.5上设有测试缆调整器支架4.7，在测试缆调整器支架4.7的一
侧安装调整器4.6。
参照附图9，本发明提到的阀门自动开启装置外挂在防喷管运载及翻转器3上，并
与其采用软管连接，动力及控制信号均取自防喷管运载及翻转器，阀门自动开启装置包括
固定套6.1、第一套筒6.2、第二套筒6.3、开关6.4、电动机6.5、主体6.6，所述的主体6.6的一
端设有固定套6.1，在主体6.6的内腔设有第一套筒6.2和第二套筒6.3，所述的第一套筒6.2
和第二套筒6.3组合实现对阀门6.7端部的阀杆6.5的转动，且第一套筒6.2和第二套筒6.3
的动力机构为第二电动机构6.8。
本发明提到的一种水井测调智能操控装置的使用方法，包括以下步骤：
1.准备工作
a)测井车携带水井测调到达需要测调的注水井，选择方便操作的位置，地面平整，停稳
车辆并拉起手刹；
b)井口测试准备，依据操作规程关闭相应的井口阀门，除去测试阀门上端的杂物及配
件，将测试仪器安装到防喷管中，准备就绪；
2.安装井口定位器
a)松开传送钢绳绞车和牵引绳绞车离合器分离，传送钢绳和牵引钢绳放开，持井口定
位器走向井口，到达井口后，进行井口定位器安装；
b)将井口定位器卡在井口上，关闭夹钳，锁上锁扣，检查安装是否牢靠，如果不紧固，重
新安装；
c)传送绞车离合接合，按动“传送绞车正、反”按钮，启动传送钢绳绞车，调整传送钢绳
的松紧度，便于滑动机构运送，关闭绞车，拉起刹车；
3.运送滑动机构
松开测试仪器收放绞车、牵引绳绞车离合器接合，按动“牵引绞车正”按钮，启动牵引绳
绞车前进，滑动机构缓慢向井口移动，滑动过程中注意电缆、测试仪器钢丝，以防缠绕；
4.翻转防喷管
滑动机构接近井口定位器，观察定位轴是否插入定位管中，否则调整传送钢绳使其插
入，滑动机构到位后进行下一步操作；
按动“防喷管竖立”按钮，翻转防喷管，翻转过程中，由红外检测防喷管是否与井口对
中，如果不对中，可进行适当的调整；
5.连接防喷管
按动“卡箍锁紧”按钮开启自动夹紧卡箍，将防喷管与井口连接在一起，拧死防转轴，按
动“电磁阀关”关闭高压电磁阀，自动夹紧操作完成；
6.安装阀门自动开启装置
将阀门自动开启装置固定在测试阀门上，按动“井口阀开”按钮开启测试阀门，操作完
成。
另外，设备拆卸包括以下步骤：
1、保证测试仪器已经回收到防喷管内。
2、按动“井口阀关”按钮关闭井口测试阀门。
3、按动“电磁阀开”按钮打开高压电磁阀，卸掉防喷管内的压力。
4、按动“卡箍松开”按钮，打开自动夹紧卡箍，使防喷管与井口分离。
5、按动“防喷管翻回”按钮，操作自动翻转器，将防喷管、自动夹紧卡箍放倒在滑
车上。
6、摘取阀门自动开启装置，挂在滑车上。
7、按动“牵引绞车反”按钮，启动牵引绳绞车，将滑动机构回收到车载固定架上，
回收过程中，同时开启电缆绞盘和测试仪器绞车回收电缆和测试仪器牵引钢缆。
8、拆卸井口定位器，按动“传送绞车反”按钮，启动传送绞车回收井口定位器。
9、拆卸工作完毕。
本发明的优点是：（1）减少人员的繁重体力劳动，利用操控装置可以代替工人搬运
和安装防喷管，同时避免多次攀爬2米高的防喷管；（2）可以减少用工的人数，由于本发明的
操控装置能够自动安装和开启装备以及调节测试缆绳，使得原先需要多名工人配合完成的
工作能够只需一人即可独立完成；（3）减少安全隐患，提高企业的安全性。对于存在安全隐
患的带压就地开启阀门等工作，均可通过远程的遥控实现，同时也由于自动化程度较高，可
以避免工人在攀爬和搬运过程中存在的各种不安全因素。
以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利
用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术
方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。