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1第二代SCCT注水井分层流量实时(双流量)测调仪产品介绍2019/9/16上海嘉地仪器有限公司ShangHaiGardenInstrumentsCo.,Ltd.王建平/技术总监2主要内容技术特点部件组成发展历程系统原理技术指标现场应用3引言油田开发的成功实践证明，分层注水工艺技术水平的不断提升为油田实现注够水、注好水，控制含水上升速度，减缓产量递减，提高水驱开发的整体效益发挥了重要作用。但随着油田开发难度的不断增加，常规分层注水工艺已不能完全满足油田开发的需要。因此我们开展了智能化技术在注水井分层水量调配与测试中的应用研究---注水井分层流量实时(双流量)测调仪克服问题：井下偏心分层注水工艺管柱、执行标准、测试技术资料管理、堵塞器投捞保持不变测调工作量大、周期长、测量资料准确率低开发基础：实时流量及其它参数测量、连续可调注水阀、边测边调、上提下放反复调配等技术研究内容：4概述注水井分层流量实时(双流量)测调仪综合了机电一体化技术、计算机控制技术、通信技术、传感器技术、精密机械传动等技术，由地面控制仪、井下测调仪、可调节高压注水阀及配套设备等部分组成。注水井分层流量实时(双流量)测调仪采用边测边调的方式进行流量测量与调配。井下仪器通过电缆下入井中至需要调配的层段，打开井下仪器调节臂并与可调节高压注水阀对接；同时通过地面仪器监视流量曲线，根据实时监测到的流量与予设配注量的偏差自动调整注水阀水嘴大小，直到达到予设流量。该层调配完成后，收起调节臂下放/上提至另一需要调配的层段进行测试和调配，直至所有层段测调完毕，然后根据需要进行复测并对个别层段注入量进行微调，完成全井各层段的测调。最后采用上提/下放方式对全井调配结果进行统一检测。5SCCT注水井分层流量实时(双流量)测调仪（第二代）2008年CCT井下测调仪（初级版）2003年近十年的精心研制，SCCT注水井分层流量实时(双流量)测调仪已经成为一种成熟的分层注水测调工具。发展历程（完善版）2010年SCCT注水井分层流量实时(双流量)测调仪6注水井分层流量实时测调系统地面控制仪电缆绞车天地滑轮组堵塞器井口防喷装置偏心配水管柱井口流程井下测调仪组成系统整套系统由车载逆变电源供电，以便携式计算机为核心，通过USB接口与地面控制仪通信，完成井下仪器的测量和控制。井下仪器通过电缆绞车的电缆经天地滑轮组、井口防喷装置进入井下分层注水管柱。井下仪器根据地面发出的操作指令，完成上下流量、压力、温度的测量和调节臂执行机构状态检测，调节控制井下堵塞器的分层水量。7SCCT注水井分层流量实时测调系统原理框图车载逆变电源--井下仪器----地面仪器--便携式计算机过载保护截流环电缆绞车天滑轮电缆深度测量井下供电控制线路信号处理采集线路通讯线路电缆补偿测量与调节控制单片机系统通讯线路线路调制线路传输测量通道转换线路配注执行机构位置传感器流量传感器温度传感器压力传感器可调堵塞器流量计线路温度变送器压力变送器防喷装置原理系统88地面控制仪机箱机架接口、显示、控制前面板供电、控制侧面板笔记本电脑信号处理、井下供电线路板变压器控制、信号采集模块组成地面控制仪9原理地面控制仪过流保护交流电源计算机整流稳压过流保护供电转换电源控制通讯转换信号采集信号处理信号解调逻辑控制通讯控制信号调制报警处理原理框图10技术特点地面控制仪主要特点耐用性久：加强型铝制机箱机架，不锈钢控制面板，具备极强的抗震耐用性。可靠性好：采用军品级器件，模块化设计，可在低温环境下长期稳定工作。容错性强：电源模块单元采用二级冗余设计，可靠性提高了二倍，具有防静电、强抗干扰性、强过载安全保护等功能。通用性广：简约的操作面板设计，保持了初级版、第二代及完善版井下仪器使用同一规格的地面控制仪。11地面控制仪：硬件平台：便携式计算机软件平台：WindowsXP外形尺寸：400×320×110(mm)质量：11kg输入电源：220V±5%、50Hz±1输出电源：0～150V，0～300mA计算机通讯：USB2.0或RS232供电与通讯：单缆载波地面控制仪技术指标12井下测调仪扶正·过载保护电缆头上置电磁流量计变速控制伺服电机收·放·对接·角度传感器调节执行机构压力·温度传感器控制·测量模块扶正·导向器下置电磁流量计下扶正器安装结构组成井下测调仪线路原理压力上流量单片机系统解调线路测量与调节控制调制线路传输线路测量参数转换线路配注执行机构下流量计线路温度计线路压力计线路角度、收拢、弹开、对接与可调堵塞器对接上流量计线路下流量温度电缆井下测调仪14功能完善结构紧凑结构原理井下测调仪SCCT双流量井下测调仪通过单芯电缆联接扶正式过载保护电缆头，再经电缆头联接上置内磁式流量计、变速伺服电机。电机输出轴通过高压防水密封后与调节执行机构联接，之间安置了收拢、放开、对接、调节角度位置传感器。同时在调节执行机构安装结构的下部装有压力、温度传感器和测量、控制模块。测量、控制模块下部安置了带有扶正功能的导向器，导向器下部安装了下置内磁流量计和下扶正器。结构部件1515井下测调仪实物外观16井下仪器实物外观图结构定位采用无外露螺钉设计导线布线采用隧道式过线设计流量计采用非截流潜水式测量设计井下测调仪17工作原理基于法拉第电磁感应定律。即当导电液体通过电磁流量计时，导体中产生感应电动势，其感应电动势与导电液体流速、磁感应强度、导体宽度成正比。该感应电动势由流量计管壁上的一对电极检测到，通过运算就可以得到流量。Q=K*B*V*（D中+D环）Q:流量K:仪器参数B:磁感应强度V:流速D中：仪器内径D环：油管内径与仪器外径差值井下测调仪流量计18生产效率高：根据地质方案要求边测边调，有效提高工作效率。可重复起下测调：可实现任意换层测量和配注水量的调整，克服了由于层间干扰带来测试和调配的诸多不便。流量测量更精确：采用双内磁电磁流量计，无活动部件和截流现象，测量范围内无紊流现象，使流量测量准确性更高。自校正功能：双流量计结构设计为仪器自检提供了条件，悬挂测量流量时如果发生流量计测试值不一致，基本可判断为流量计悬挂位置不准确或仪器有故障。测量双向性：流量计采用电磁感应原理测量，既能测量正常注水流量，又能测量某些注水层因注水压力不足而反吐时的反向流量。技术特点井下测调仪19安全可靠性设计：流量计采用非截流潜水式测量设计，结构定位采用无外露螺钉设计，导线布线采用隧道式过线设计，无节流密封圈，不易遇阻更安全。多位置传感器设计：采用多个位置传感器，包括角度、收拢、弹开、对接，它们能实时地反馈仪器的工作状态，直观了解仪器的井下工作情况，使测调工作能更准确、快捷、有效安全地进行。特别是角度传感器的应用，为调节过程的通径变量记录提供了有效方法。快捷性：采用新型调节臂机构设计，利用特殊支点弹开或收拢调节臂，收放(小于18秒)快速有效。技术特点井下测调仪20油管中吊测状态与小直径偏心配水器对接状态与普通偏心配水器对接状态与采油院桥式偏心配水器对接状态与大庆三厂桥式偏心配水器对接状态与大庆五厂多功能配水器对接状态225510225230225325510450470435适用性井下测调仪适用性广调节时，能测量当前层位和下一层位的合层流量，能计算出当前层位的分层流量。悬挂时，检测注水油管中任意点当前合成流量。双流量计设计克服了初级版（CCT）井下测调仪必须坐封才能测试流量的不足，仪器不再受偏心配水器型号的限制，可在现已应用的任何偏心配水器中完成测调任务。技术对比井下测调仪22井下仪器：外径：φ42mm长度：2150mm(含电缆头）质量：15kg流量计数量：2个流量测量范围：-50m3/d～500m3/d流量测量误差：可测(-50～0m3/d)±2.0%(0～500m3/d)压力测量范围：0～40MPa压力测量误差：±0.2%电机转速：1.5r/min额定转矩：8N·m井下仪器工作温度：0～85℃供电与通讯：单缆载波井下测调仪技术指标23不锈钢护套电缆头铠装电缆头扶正式过载保护电缆头仪器打捞锚组合扶正器电缆锁紧器电缆对接头接线盒组成电缆头24适用性广：只要将电缆联接部件替换，即可适用于不锈钢护套电缆(Φ3.2mm)和铠装电缆(Φ3.5mm)。安全性高：过载(1800-2300N)抽头设计保证了测调过程中电缆(6000N)的安全性。实用性强：电缆头与井下仪器联接结构的防水设计，使得密封漏电故障极易排除。技术特点、指标电缆头25高分辨可调堵塞器打捞调整头投送锁定器单向锁定器橡胶密封件往复调节器过滤器陶瓷阀组组成可调堵塞器25全开中间全闭堵塞器工作过程示意图26技术特点可调堵塞器实用性强：全关时（堵塞器耐30MPa压差），可用于刚作业完成的注水管柱封隔器打压坐封，减少投捞次数，降低作业费用；全开时，当量通径达10mm，基本达到常规堵塞器无水嘴状态。；耐用性久：机构采用不锈钢材质，不易腐蚀；调节阀组采用氧化锆材质，硬度高，韧性好，防刺能力强，使用寿命长；安全性高：独特的调节头结构设计，既保证测调仪对接联接可靠性，又保证避免了离开时随带堵塞器的安全隐患。27不同压差下堵塞器水嘴调节位移与通过流量关系曲线技术特点可调堵塞器堵塞器全关堵塞器全开根据流体控制原理，设计水嘴流量变化与压差呈近似线性关系。小通径时调节变量比较小，大通径时调节变量比较大，有利于水量调节控制，提高现场测调效率。下图为不同压差下室内实测的位移、堵塞器通过流量的关系曲线，验证达到设计目的。28技术比较可调堵塞器名称参数旧CCT新SCCT二者相比最大通径Ф8mmФ10mm增加36%面积调节孔数双孔单孔减少1孔全关漏失量（压差10MPa时）1.5m3/d1.5m3/d相等耐压18MPa30MPa提66%最小至最大调节圈数（角度）1/4圈（90°）5圈（1800°）提高20倍分辨率过滤网流通面积约150mm2约300mm2增加80%面积阀芯材料氧化锆氧化锆耐磨系数相等动阀运动形式圆周旋转轴向往复更安全新、旧堵塞器技术比较29可调堵塞器：当量通径：φ0mm(微泄露)~φ10mm工作压差：30MPa调节变量与通径：近似线性调节扭距：≤4N·m调节分辨率：全程7.5圈调节当量通径与调节角度关系：2mm/360°可调堵塞器技术指标30测井资料测试软件测试软件主界面31测井资料测试软件测试软件数据界面32测井资料测试软件测试软件曲线界面33技术特点测试软件该系统采用VB开发平台自主开发的软件系统。具有以下特点：1.软件可以运行于WindowsXP及其以上版本的操作系统上；2.软件运用人性化设计理念，界面友好；软件功能齐全，操作简单明了：具有数据保存、查询、打印，井下测调仪的控制、水量调节、流量压力测量、数据记录、参数设置和帮助查询等功能，所有快捷键功能明确，易学易懂，均可通过点击鼠标来完成；3.软件的数据保存功能齐全，可以保存调节过程数据和测试结果数据；4.软件的数据保存采用二进制方式，数据文件小，保存安全可靠；5.软件具有记忆功能，设置的常用参数以及信息在退出系统时将自动保存参数配置数据库中，下一次进入系统时将自动读入系统以便参考和使用；34多媒体演示工作过程35流量标定模拟井标准罐为方便井下仪器的流量刻度，配备了流量检定装置，该装置实现了流量检定过程的自动化控制。控制中心标准表软件界面36压力标定装置实物软件界面为方便井下仪器的压力刻度，配备了压力检定装置，该装置实现了压力、温度、检定过程的自动化控制。37技术首创创新就是突破常规第一家研制成功井下边测边调仪器，并于2001年在大庆采油四厂应用；第一家将测调联动测试车仪器供电电源由发电机改为车载电源逆变器提供，简化了测调联动测试车上的供电系统，并节约了成本和安装空间；创新才有出路第一家设计现用安全可靠的可调堵塞器调节头，并成为大庆、吉林油田目前可调堵塞器调节头的统一标准，其优点既可以双向调节，又不会产生井下测调仪离开时带出可调堵塞器的隐患；首创使用单电机完成调节臂收拢、放开、调节一体化功能；技术优势——创新研究38技术首创技术优势——创新研究创新