蒙興榮

摘要：在油井的分層測試中使用往復(fù)式智能開關(guān)會由于校正和無效的切換功能而導(dǎo)致活塞卡死，從而導(dǎo)致分層測試和分層分離操作無法正常進行。開發(fā)了由智能開關(guān)控制的旋轉(zhuǎn)活塞，并且流體形成可以流過中空旋轉(zhuǎn)活塞，有效地防止了活塞和閥腔結(jié)垢。為此，形成了由智能活塞控制式的旋轉(zhuǎn)活塞。流體流過中空旋轉(zhuǎn)活塞，可以有效防止活塞和閥腔結(jié)垢，能夠高效進行分層測試提高準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)活塞;控制式智能開關(guān)器;研制;應(yīng)用

為了增加單井產(chǎn)量并降低生產(chǎn)成本，中國的主要油田實施了一系列有效的模式和多層采礦技術(shù)，并支持分層注水技術(shù)。由于每個油層的巖性、物理性質(zhì)和儲層流體特性不同，因此每個層的吸水能力、水前進速度和流體生產(chǎn)狀況都不同。 生產(chǎn)能力和壓力條件尚不清楚，現(xiàn)場動態(tài)調(diào)整步驟也沒有針對性。智能開關(guān)在分層測試中的應(yīng)用，也實現(xiàn)了單層地下油層的生產(chǎn)。它提供了一種處理每口油井產(chǎn)能和各層之間不一致的技術(shù)，進一步增強了對多層開采技術(shù)的支持，提高了開采的影響力，提高了施工效率。

一、油井自動分層開關(guān)工具

自動分層測試開關(guān)工具使用活塞壓力平衡結(jié)構(gòu)，以在打開和關(guān)閉狀態(tài)下實現(xiàn)軸向壓力平衡，并承受地層和壓力對開關(guān)運動的影響。分層測試開關(guān)工具主要由上連接器、控制電路、活塞和下連接器組成。電機安裝在活塞的上端，驅(qū)動螺桿的一端與電機軸匹配，另一端通過螺紋與活塞連接。傳感器接收井口環(huán)空壓力脈沖信號，通過該信號控制電動機的旋轉(zhuǎn)。電機通過驅(qū)動螺桿來調(diào)節(jié)上下活塞運動的旋轉(zhuǎn)。電機使活塞向下旋轉(zhuǎn)，并在下限位置打開地層。電機的反向旋轉(zhuǎn)將活塞向上推動，并在活塞的上限位置關(guān)閉地層。開關(guān)式阻水開關(guān)在側(cè)進模式下工作?；钊b有一個密封環(huán)，以防止流體流到活塞的底部或上部槽口，從而使流體僅流入活塞的環(huán)形空間，因為開關(guān)處于打開狀態(tài)，所以液體入口與液體出口接觸。

二、控制式智能開關(guān)器的構(gòu)成

旋轉(zhuǎn)開關(guān)活塞式地下管道智能監(jiān)控開關(guān)主要由微機開關(guān)驅(qū)動閥，微電機開關(guān)驅(qū)動控制系統(tǒng)和開關(guān)微機驅(qū)動控制電路部分組成。首先，通過微軟的計算機驅(qū)動控制應(yīng)用程序自動設(shè)置電源開關(guān)，并通過高能量的鋰電池電源為電機驅(qū)動控制系統(tǒng)進行供電。當(dāng)驅(qū)動達到系統(tǒng)設(shè)定工作時間時，微電子計算機向驅(qū)動微電機目標(biāo)驅(qū)動開關(guān)系統(tǒng)活塞發(fā)送啟動命令以使目標(biāo)驅(qū)動開關(guān)系統(tǒng)活塞開始正常工作，從而保證驅(qū)動系統(tǒng)活塞可以打開或及時關(guān)閉驅(qū)動開關(guān)，從而可以實現(xiàn)目標(biāo)驅(qū)動層的及時自動進行切換。兩個大型液體入口通道分別設(shè)計在一個活塞上和密封件的底部，兩個小型液體驅(qū)動出口輸入通道分別設(shè)計在一個旋轉(zhuǎn)式的活塞上。推動開關(guān)旋轉(zhuǎn)活塞的分層密封件和表面厚度是旋轉(zhuǎn)活塞分層密封件和地層旋轉(zhuǎn)推動活塞的連接基礎(chǔ)，在活塞接觸面的平面中，地層中的流體通道流過中空可以旋轉(zhuǎn)推動活塞，并且旋轉(zhuǎn)活塞的分層密封件和表面厚度不受地層液體通道結(jié)垢的厚度影響，可以有效率地防止旋轉(zhuǎn)活塞卡死，提高活塞分層密封測試的操作準(zhǔn)確性和測試有效性[1]。

三、控制式智能開關(guān)器的原理

（一）開關(guān)器打開

當(dāng)這個開關(guān)再次打開時，就已經(jīng)形成了一個層次。當(dāng)電機設(shè)置的停止時間參數(shù)達到一個開關(guān)的自動打開停止?fàn)顟B(tài)時，微電子計算機向一個微電機系統(tǒng)驅(qū)動控制系統(tǒng)活塞發(fā)送開關(guān)命令以使其開始啟動操作電機驅(qū)動控制系統(tǒng)，從而促使驅(qū)動系統(tǒng)活塞開始旋轉(zhuǎn)。連接兩個液體驅(qū)動通道后，驅(qū)動器的電機將暫時停止正常工作，活塞將自動停止高速旋轉(zhuǎn)。在這個工作情況下，地層中的流體可以穿過位于入口的地層液體流動通道并從地層液體通道出口處從通道內(nèi)部流出，以便于實現(xiàn)進入地層的出口打開[2]。

（二）開關(guān)器關(guān)閉

開關(guān)柜門閉合，地層開關(guān)閉合。當(dāng)驅(qū)動計時器電機到達驅(qū)動閉合停止?fàn)顟B(tài)啟動開關(guān)時，微電子計算機向帶有微電機控制驅(qū)動器的系統(tǒng)接口發(fā)送驅(qū)動命令以使它開始進行驅(qū)動，從而促使驅(qū)動器的活塞開始旋轉(zhuǎn)。當(dāng)驅(qū)動活塞連續(xù)停止旋轉(zhuǎn)90°時，活塞驅(qū)動密封件底部的內(nèi)側(cè)液體電流通道和頂部液體電流進入活塞通道自動停止時，驅(qū)動器的電機立即停止驅(qū)動工作，活塞自動停止連續(xù)旋轉(zhuǎn)。此時，當(dāng)?shù)乇肀韺拥叵铝黧w不能通過溶液進入和流出到達一側(cè)液體通道入口和溶液出口進入通道的互相連接的兩側(cè)液體入口通道時，由于一側(cè)液體通道出口是從通道一側(cè)旋轉(zhuǎn)到另一側(cè)，所以地層流體不能從一側(cè)液體通道出口進入通道中一側(cè)流出，使得下地層閘門關(guān)閉[3]。

（三）開關(guān)狀態(tài)時間設(shè)定

使用用戶專用的USB數(shù)據(jù)線將自動微機智能控制管理系統(tǒng)的各個智能控制開關(guān)與自動開關(guān)機的設(shè)置應(yīng)用程序連接起來。打開開關(guān)參數(shù)表，為每個開關(guān)的數(shù)據(jù)獲取中斷狀態(tài)分別設(shè)置延遲時間1?6。總共一次可以同時設(shè)置6個控制開關(guān)進入狀態(tài)。打開或自動關(guān)閉的延遲時間參數(shù)表示系統(tǒng)打開或自動關(guān)閉后上一級系統(tǒng)狀態(tài)的延遲時間，如果狀態(tài)延遲1則為24，開。延遲2填為24，關(guān)閉，則可能表示這個開關(guān)在24小時后打開。打開后24小時即可關(guān)閉電源開關(guān)。根據(jù)目前油井采集測試開關(guān)設(shè)計的功能要求，根據(jù)信息采集測試時間順序設(shè)置油井測試期間的檢測開關(guān)工作狀態(tài)，然后單擊數(shù)據(jù)裝運時間按鈕將數(shù)據(jù)采集測試時間發(fā)送到測試開關(guān)上的微計算機控制系統(tǒng)。斷開了與數(shù)據(jù)傳輸電纜的總線連接，并重新安裝高能量的鋰電池組以進行供電。微型自動計算機控制系統(tǒng)將根據(jù)每個開關(guān)和分組的數(shù)據(jù)采集工作時間長短來自動控制每個開關(guān)組的狀態(tài)[4]。

四、現(xiàn)場的實驗

旋轉(zhuǎn)活塞控制式智能開關(guān)與自動開關(guān)配合一起使用。封隔器上要捆扎上防油層。每層樓還安裝了另外一組自動旋轉(zhuǎn)式的智能控制開關(guān)，該智能開關(guān)根據(jù)不同地面現(xiàn)場設(shè)計方案需要進行自動設(shè)置并同時受到遠程控制。井下的微型通用計算機。系統(tǒng)定期自動控制抽油開關(guān)，地面上的自動抽油機連續(xù)自動抽油，以便于實現(xiàn)自動判斷換油油層和實現(xiàn)單層井下自動采油，并準(zhǔn)確統(tǒng)計捕獲生產(chǎn)能力的油參數(shù)，含水量，含鹽使用量，壓力和每層井下油的氧化溫度適當(dāng)。由于多層套管進水網(wǎng)絡(luò)由于多層套管系統(tǒng)中不同儲層的巖性，物理化學(xué)性質(zhì)和不同儲層進水流體活動特性不同，因此，其儲層吸水量，進水活動速度，不同層的主要液體生產(chǎn)配制活動條件以及不同層的主要液體生產(chǎn)活動條件均發(fā)生變化因而旋轉(zhuǎn)臂式智能進水開關(guān)也可用于直接執(zhí)行我國多層套管系統(tǒng)大型油井套管分層進水測試時的測試。

結(jié)束語：

往復(fù)式的小型智能電源開關(guān)容易產(chǎn)生結(jié)垢，并且由于開關(guān)活塞被嚴重卡住而直接禁用了智能開關(guān)保護功能。設(shè)計了地層旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動活塞和閥智能測量開關(guān)，地層泵的流體流經(jīng)中空時需旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動活塞，活塞和閥腔不易移動測量，解決了旋轉(zhuǎn)活塞和閥卡死的困難問題?，F(xiàn)場試驗測試結(jié)果證明，旋轉(zhuǎn)加油活塞上的智能控制開關(guān)流動性能穩(wěn)定可靠，可以正確準(zhǔn)確地實時捕獲各個加油層的流動性能變化數(shù)據(jù)，為以后的加油動態(tài)快速調(diào)整加油提供了可靠的技術(shù)依據(jù)。

參考文獻：

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