井下开关压力控制实现方法研究

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1、石油机械．——54．——CHINAPETROLEUMMACHINERY2010年第38卷第8期●应用技术井下开关压力控制实现方法的研究刘明尧田收马宏伟Y．JI、勇徐群(1．武汉理工大学机电工程学院2．河南油田分公司石油工程技术研究院)摘要针对油田分层注水调层时存在的问题，提出了一种井下开关压力控制的实现方法。在地上加压，将一系列高、低压组成的压力密码传输到井下，井下控制系统对其进行采集、处理、判断，控制任意油层开关动作。通过设定压力阈值，将采集到的压力数据实时地与压力阈值进行比较，控制系统具有识别高、低压变化时出现的坡度压

2、力和保压时出现的波动压力的优点，保证了压力信号采集的准确性和有效性。该方法简单经济、稳定可靠。关键词分层注水井下开关压力密码压力控制针对注水井压力波形特点，在压力密码编制和数据0引言采集方法上，通过设定压力阈值，对检测到的压力信号进行实时处理，进而判断压力密码的有效性。分层注水采油是我国陆上油田进入高含水期的主要采油方式之一，我国已经应用了多种分层注水1压力控制系统结构及原理工艺，开展的分层注水新技术研究也越来越多。使压力控制系统主要由单片机、传感器、放大电用比较广泛的机械式分层注水技术，是在传统机械结构上进行改进，以达到

3、不动管柱分层注水目的而路、电源调理电路、RTC时钟和电池等部分组成，系统原理框图如图1所示。开发的。如桥式偏心分层注水技术，通过增加桥式通道使各层独立注水¨1，减少层间干扰；自升式分层注水技术由分层管柱和注水管柱组成J，通遗矗呼矗过地面提升器提放注水管柱实现分层注水。由于机械结构及操作的限制，这2种方法仅适用于油层数图1压力控制系统原理框图较少的注水井，而且机械结构复杂，影响探测的准当需要压力控制时，通过井上加压，井下压力确性，也限制了其使用范围。随着机电一体化技术传感器将注水压力信号转换为电信号，经过压力传的广泛应用，大

4、庆油田和江汉油田先后研究了压控感器外围调理电路将信号转换为标准电信号，单片式找堵水技术I4J，通过地面加压实现井下任意层机对电信号进行采集、处理并与压力密码表进行对段的开启和关闭，操作简单，克服了机械方式调层比，当接收到的压力信号有效时，单片机便输出特时出现的问题，应用在找堵水方面效果显著，但还定的控制信号，控制执行机构打开或关闭相应油层不能在分层注水技术上有所突破。针对这种情况，的阀门开关，从而达到调层的目的。研究一种与分层注水相适应的调层技术，是开采高含水井、提高油田生产效率的必然趋势。2压力密码结构设计笔者提出了一种

5、通过压力控制实现调层的方法，仅需在地面进行加压操作，井下控制系统控制不同编制压力密码表时，需要确定压力密码的结构井下开关动作，实现一趟工艺管柱分层注水的目的。形式，即加压操作工艺，才能被单片机识别。采用基金项目：中石化河南油田科技攻关项目“层间轮换注水工艺管柱研究及应用”(2008—027)。2010年第38卷第8期刘明尧等：井下开关压力控制实现方法的研究阈值判断的方式将压力信号转变成高、低电平，然作用是结束压控操作。为了与压控起始密码区分及后再对这些信号序列进行编码。保证信号的有效性，采用1—1组成该段密码。地面加压操作

6、前，单片机处于压力信号接收等当进行地面加压时，单片机接收并判断压控起待状态，因此，在编码时首先确定压力控制的起始始密码，若接收到1—0指令，表示压控开始，单时刻，即确定压控的起始密码，通知单片机压控操片机连续接收3个压力密码；若加压正确，地面发作开始，压力信号为有效信号；其次，对于不同油出1—1指令，结束压控操作；若加压不正确或需层，需要不同的识别命令，即应有与油层相对应的进行新的操作，重复上述步骤直到加压成功。编号，使单片机能够识别操作的油层段；再次，压开关编号段和命令段共有3位密码，总共2。=力密码中要包括操作命令信息

7、，主要是控制1个或8种状态，可以根据需要进行编制。井下开关的其多个阀门状态的信息；最后，加压完成后，应通知中3种压力密码形式见表1。单片机压控操作结束。表1分层压力密码综上，笔者设计的压力密码采用圆形循环结构，主要包括4部分：压控起始段、开关编号段、命令段和压控结束段。考虑到压力密码的长度会给加压操作带来难度或误操作，将压控结束段与压控起始段合并为同一段密码，根据压力序列判断压控功能状态，以减少压力密码长度。其结构如图2所示。表1中，1～3号层表示需要进行压力控制的层段，每一层对应相应的压力密码，并且各不相同；“结束压控”

8、和“等待压控”对应的分别是结束密码和加压等待状态；表中“1”表示高压，“0”表示低压。图2压力密码结构3压力控制关键技术分析a一压控起始段；b-开关编号段；c一命令段；d-压控结束段。各密码段具体功能如下(可取1或者0)。3．1压力信号采集方法(1)压控起始段。压控起始密码，表明即将压力信号采集的准确性