基于水声通信的注水井连续监测及自动测调工艺的制作方法

1.本发明涉及油田采油工程技术领域。特别属于一种基于水声通信的注水井连续监测及自动测调工艺。


背景技术：

2.目前的过电缆智能注水工艺管柱在作业起下管柱过程中井口一直有电缆，难以满足井口不出液的环保要求；同时与整个工艺管柱等长的电缆在随油管下入过程中可能出现意外磕碰等情况，增加了工艺成功的不确定性；电缆长期在井下存在腐蚀短路等风险，降低了工艺有效时间。为满足环保作业要求，同时进一步提高工艺成功率和可靠性，发明了基于水声通信的注水井连续监测及自动测调工艺。主要解决了缆控智能注水井作业起下管柱时井口有电缆无法控制井口、电缆连接部分易短路等问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的是实现一种井口到井下工具之间通过无线方式进行双向通信方式的基于水声通信的注水井连续监测及自动测调工艺。
4.本发明是通过以下技术方案来实现的：基于水声通信的注水井连续监测及自动测调工艺，该工艺所用装置包括地面控制装置，地面通信电缆，井口水声通信机，井下水声通信机，第一级工具，第二级工具
……
第n级工具，油管，套管及工具段电缆；每级工具均包含过电缆封隔器、智能配水器；其中所述井口水声通信机安装在该装置的上端，并通过地面通信电缆连接到地面控制装置，井下水声通信机安装在第一级工具的上端，并通过工具段电缆穿过各级过电缆封隔器与智能配水器进行电气连接；井口水声通信机、井下水声通信机、过电缆封隔器、智能配水器均通过丝扣连接到油管上，利用以上装置的基于水声通信的注水井连续监测及自动测调工艺，通过以下步骤来实现：a、首先将油管、过电缆封隔器、智能配水器、工具段电缆、井下水声通信机、井口水声通信及、地面通信电缆连接好下入到套管中，地面通信电缆的另一端从套管侧穿出密封，并连接到地面控制装置，同时每个智能配水器对应每个配注地层，将过电缆封隔器在套管中坐封；b、将自动测调参数传输到地面控制装置，地面控制装置通过地面通信电缆控制井口水声通信机，井口水声通信机通过水声信道将指令发送给井下水声通信机，井下水声通信机将接收到的指令通过工具段电缆发送给智能配水器，智能配水器收到指令后开始按照自动测调参数进行连续自动测调；c、当需要读取井下数据时，由地面控制装置将读取数据指令通过地面通信电缆发送给井口水声通信机，井口水声通信机通过水声信道将指令发送给井下水声通信机，井下水声通信机收到指令后通过工具段电缆控制智能配水器，将需要读取的数据取出并传回井下水声通信机，井下水声通信机通过水声信道将数据传回井口水声通信机，井口水声通信机通过地面通信电缆最终将井下数据传输到地面控制装置。
5.所述井口水声通信机由地面控制装置通过地面通信电缆进行供电；井下水声通信机通过电池供电或由井下自发电装置供电；当没有通信时，井口水声通信机和井下水声通信机均处于超低功耗待机状态。
6.所述井口水声通信机和井下水声通信机从超低功耗状态唤醒的方式有两种：一种由电缆端收到通信信号，另一种由井下水声通信机收到唤醒信号；井口水声通信机或井下水声通信机任何一方被电缆端通信信号唤醒后均向另一方发送唤醒信号，并建立通信状态，当收到通信结束信号或超过一定时间无数据传输则井下水声通信机重新进入超低功耗待机状态。
7.本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明不需要专业人员在地面对电缆与配水器进行连接，作业施工简单，作业周期短；减少了由于电缆损坏产生的风险；作业施工起下管柱时可安装井口控制装置，降低作业造成的环境污染。
8.附图说明：图1是本发明的现场应用示意图。
9.图中：1-地面控制装置、2-地面铜芯电缆、3-井口水声通信机、4-井下水声通信机、5-过电缆封隔器、6-智能配水器、7-油管、8-套管、9-工具段电缆、10-第一级工具、11-第二级工具、12-第n级工具具体实施方式：下面结合附图对本发明作进一步说明：基于水声通信的注水井连续监测及自动测调工艺，该工艺所用装置包括地面控制装置1，地面通信电缆2，井口水声通信机3，井下水声通信机4，第一级工具10，第二级工具11
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第n级工具12，油管7，套管8及工具段电缆9；每级工具均包含过电缆封隔器5，智能配水器6；其中所述井口水声通信机3安装在该装置的上端，并通过地面通信电缆2连接到地面控制装置1，井下水声通信机4安装在第一级工具10的上端，并通过工具段电缆9穿过各级过电缆封隔器5与智能配水器6进行电气连接；井口水声通信机3、井下水声通信机4、过电缆封隔器5、智能配水器6均通过丝扣连接到油管7上，利用以上装置的基于水声通信的注水井连续监测及自动测调工艺，通过以下步骤来实现：a、首先将油管7、过电缆封隔器5、智能配水器6、工具段电缆9、井下水声通信机4、井口水声通信及3、地面通信电缆2连接好下入到套管8中，地面通信电缆2的另一端从套管8侧穿出密封，并连接到地面控制装置1，同时每个智能配水器6对应每个配注地层，将过电缆封隔器5在套管8中坐封；b、将自动测调参数传输到地面控制装置1，地面控制装置1通过地面通信电缆2控制井口水声通信机3，井口水声通信机3通过水声信道将指令发送给井下水声通信机4，井下水声通信机4将接收到的指令通过工具段电缆9发送给智能配水器6，智能配水器6收到指令后开始按照自动测调参数进行连续自动测调；c、当需要读取井下数据时，由地面控制装置1将读取数据指令通过地面通信电缆2发送给井口水声通信机3，井口水声通信机3通过水声信道将指令发送给井下水声通信机4，井下水声通信机4收到指令后通过工具段电缆9控制智能配水器6，将需要读取的数据取出并传回井下水声通信机4，井下水声通信机4通过水声信道将数据传回井口水声通信机3，井口水声通信机3通过地面通信电缆2最终将井下数据传输到地面控制装置1。
10.所述井口水声通信机3由地面控制装置1通过地面通信电缆2进行供电；井下水声通信机4通过电池供电或由井下自发电装置供电；当没有通信时，井口水声通信机3和井下水声通信机4均处于超低功耗待机状态。
11.所述井口水声通信机3和井下水声通信机4从超低功耗状态唤醒的方式有两种：一种由电缆2端收到通信信号，另一种由井下水声通信机4收到唤醒信号；井口水声通信机3或井下水声通信机4任何一方被电缆端通信信号唤醒后均向另一方发送唤醒信号，并建立通信状态，当收到通信结束信号或超过一定时间无数据传输则井下水声通信机4重新进入超低功耗待机状态。


技术特征：
1.基于水声通信的注水井连续监测及自动测调工艺，该工艺所用装置包括地面控制装置（1），地面通信电缆（2），井口水声通信机（3），井下水声通信机（4），第一级工具（10），第二级工具（11）
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第n级工具（12），油管（7），套管（8）及工具段电缆（9）；每级工具均包含过电缆封隔器（5），智能配水器（6）；其中所述井口水声通信机（3）安装在该装置的上端，并通过地面通信电缆（2）连接到地面控制装置（1），井下水声通信机（4）安装在第一级工具（10）的上端，并通过工具段电缆（9）穿过各级过电缆封隔器（5）与智能配水器（6）进行电气连接；井口水声通信机（3）、井下水声通信机（4）、过电缆封隔器（5）、智能配水器（6）均通过丝扣连接到油管（7）上，利用以上装置的基于水声通信的注水井连续监测及自动测调工艺，其特征在于：通过以下步骤来实现：a、首先将油管（7）、过电缆封隔器（5）、智能配水器（6）、工具段电缆（9）、井下水声通信机（4）、井口水声通信及（3）、地面通信电缆（2）连接好下入到套管（8）中，地面通信电缆（2）的另一端从套管（8）侧穿出密封，并连接到地面控制装置（1），同时每个智能配水器（6）对应每个配注地层，将过电缆封隔器（5）在套管（8）中坐封；b、将自动测调参数传输到地面控制装置（1），地面控制装置（1）通过地面通信电缆（2）控制井口水声通信机（3），井口水声通信机（3）通过水声信道将指令发送给井下水声通信机（4），井下水声通信机（4）将接收到的指令通过工具段电缆（9）发送给智能配水器（6），智能配水器（6）收到指令后开始按照自动测调参数进行连续自动测调；c、当需要读取井下数据时，由地面控制装置（1）将读取数据指令通过地面通信电缆（2）发送给井口水声通信机（3），井口水声通信机（3）通过水声信道将指令发送给井下水声通信机（4），井下水声通信机（4）收到指令后通过工具段电缆（9）控制智能配水器（6），将需要读取的数据取出并传回井下水声通信机（4），井下水声通信机（4）通过水声信道将数据传回井口水声通信机（3），井口水声通信机（3）通过地面通信电缆（2）最终将井下数据传输到地面控制装置（1）。2.根据权利要求1所述的基于水声通信的注水井连续监测及自动测调工艺，其特征在于：所述井口水声通信机（3）由地面控制装置（1）通过地面通信电缆（2）进行供电；井下水声通信机（4）通过电池供电或由井下自发电装置供电；当没有通信时，井口水声通信机（3）和井下水声通信机（4）均处于超低功耗待机状态。3.根据权利要求2所述的基于水声通信的注水井连续监测及自动测调工艺，其特征在于：所述井口水声通信机（3）和井下水声通信机（4）从超低功耗状态唤醒的方式有两种：一种由电缆（2）端收到通信信号，另一种由井下水声通信机（4）收到唤醒信号；井口水声通信机（3）或井下水声通信机（4）任何一方被电缆端通信信号唤醒后均向另一方发送唤醒信号，并建立通信状态，当收到通信结束信号或超过一定时间无数据传输则井下水声通信机（4）重新进入超低功耗待机状态。

技术总结
本发明涉及油田采油工程技术领域，特别属于一种基于水声通信的注水井连续监测及自动测调工艺。解决了现有智能注水井作业起下管柱时井口有电缆无法控制井口、电缆连接部分易短路等问题。本发明所用装置包括地面控制装置（1），地面通信电缆（2），井口水声通信机（3），井下水声通信机（4），第一级工具（10），第二级工具（11）


技术研发人员：徐德奎 蔡萌 张伟超 宋兴良 朱振坤 岳庆峰 马强 宗鹤鸣 郭颖 周宇鹏
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：2022.01.06
技术公布日：2023/7/20