運用紙漿電磁流量計實時監控注水井里面液位變化
點擊次數：2194 發布時間：2020-11-17 08:53:26
摘要：針對目前河南油田鋼絲偏心投撈分層測試中，存在多個小卡距層及分層段數超過４段以上多級多段難以細分注水等問題，開展了注水井測調一體化工藝技術研究。通過研究配套電磁式同心測調儀、井下可調配水器等儀器和工具，將配水器間距由５～６ｍ 縮小到３．５ｍ，實現多個小卡距層細分注水，拓寬了注水井分層測試的應用范圍。將５層分注井由投撈測試４天縮短為１～２天，提高了測試效率。
目前河南油田分注工藝以偏心分注為主導，該工藝的優點是可投撈任意層段的堵塞器，進行調換水嘴，但是該測試工藝存在以下問題：①由于投撈測試下投撈器等測試工具沖距至少需要５～６ｍ 以上，因此存在多個小卡距層的注水井無法細分。②偏心投撈測試調 配１個 注 水 層 水 嘴，一般需要試投、測試、不合適再試投、再測試等操作步驟，隨著分層段數的增多以及層間干擾因素的影響，尤其是分層數超過４段以上，現場測試投撈工作量大，效率低。為了拓寬了注水井分層測試的應用范圍，提高注水井測試投撈效率，降低測試工作量，在河南油田開展了注水井測調一體化分注工藝技術研究應用。
１ 技術管柱組成及工藝原理
注水井同心測調注水管柱，主要由井下可調配水器、Ｙ３４１注水封隔器、緩沖器、球座、篩管、絲堵等組成。軟件部分由電磁式同心測調儀、地面控制箱、電纜測井車及配套防噴工具組成。
工藝原理：井下可調配水器與分注管柱一起下入，Ｙ３４１注水封隔器坐封后將注水層封隔開，電磁式同心測調儀由電纜下到分注管柱，與井下可調配水器對接。地面控制箱通過電纜傳輸流量、壓力和溫度數據，并對電磁式同心測調儀進行實時控制，進而調節井下可調配水器固定水嘴開度大小，實現邊測邊調。
２ 主要配套工具
２．１ 井下可調配水器
井下可調配水器主要由定位導管、上接 頭、外 筒、旋轉芯子、固定水嘴、下接頭等部件組成，如圖１
所示。定位導管上端面設計為平臺式喇叭口實現電磁式同心測調儀的可靠對接，下側壁開有防轉卡槽實現測調時電磁式同心測調儀的防轉。旋轉式芯子由旋轉式陶瓷閥片和旋轉套組成，可以通過電磁式同心測調儀調節固定水嘴的大小開度，控制注水量大小。
２．２ 電磁式同心測調儀
電磁式同心測調儀是同心分層注水工藝技術的關鍵儀器，其設計理念：集成流量測試與水量調節于一體，實現測調同 步；動力傳遞設計為同心降速機制，機械結構簡單，動力傳遞效率高，測調穩定性高。主要包括以下結構，如圖２所示。
２．２．１ 直讀式電磁式流量計
主要用于實時測量流量，檢驗井下可調配水器配水量的大小，方便實現注水井各層配注量的調節，可同時測量流量、壓力、溫度三種參數。壓力、溫度傳感器均采用恒流供電的方式，流量、壓力、溫度三種電量信號*終由流量計的數字電路部分將其轉換為數字信號，得到測量數據，并通過單芯電纜載波方式將數字信號編碼并上傳到地面控制箱。
紙漿電磁流量計的測量原理是基于法拉*電磁感應定律。對于帶電粒子均勻分布的流體，當磁場強度一定時，感應電壓與流體的流速成線性關系，與流體的溫度、壓力、密度和粘度等物理參數無關，所以紙漿電磁流量計具有許多其它測量原理流量計無可比擬的優點，能實現大量程范圍的高精度測量。
２．２．２ 電動定位裝置
主要由定位控制直流電機、減速器、定位爪等組成。定位爪通過地面控制，可以實現收攏與張開。在與井下可調配水器定位時，電磁式同心測調儀定位裝置能夠準確坐落在定位導管的喇叭口（定位平臺）上，實現免投撈，無需投撈測試至少６ｍ 以上的沖距，因此可以將井下可調配水器間距由５～６ｍ 縮小到３．５ｍ，實現多個小卡距層細分注水。
２．２．３ 電動調節裝置
調節錐體上的調節爪帶動井下可調配水器內的旋轉芯子和活動閥片轉動，實現水量大小的調節。
３ 現場應用情況
完成下 Ｔ７－３７１、古３５０５、古３５０３等１２口井３井次的現場試驗，共測調 １３ 次，測調成功率１００％，實現了多個小卡距層的細分注水，５層分注井平均測調時間由投撈測試４天縮短為１～２天，提高了測試效率。
４ 結論
①注水井同心測調一體化分注工藝技術，擺脫了傳統投撈分注工藝需要機械導向、對接、投撈工序，適應目前多個小卡距層細分注水調配問題。②通過注水井同心測調一體化分注工藝技術，采用邊測邊調的方式進行流量測試與調配，將５層分注井由投撈測試４天縮短為１～２天，提高了測試效率。 ③注水井同心測調一體化分注工藝技術采用電磁式流量計測試，測試時與流體的溫度、壓力、密度和粘度等物理參數無關，適應于注水井的分層測試。
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１ 技術管柱組成及工藝原理
注水井同心測調注水管柱，主要由井下可調配水器、Ｙ３４１注水封隔器、緩沖器、球座、篩管、絲堵等組成。軟件部分由電磁式同心測調儀、地面控制箱、電纜測井車及配套防噴工具組成。
工藝原理：井下可調配水器與分注管柱一起下入，Ｙ３４１注水封隔器坐封后將注水層封隔開，電磁式同心測調儀由電纜下到分注管柱，與井下可調配水器對接。地面控制箱通過電纜傳輸流量、壓力和溫度數據，并對電磁式同心測調儀進行實時控制，進而調節井下可調配水器固定水嘴開度大小，實現邊測邊調。
２ 主要配套工具
２．１ 井下可調配水器
井下可調配水器主要由定位導管、上接 頭、外 筒、旋轉芯子、固定水嘴、下接頭等部件組成，如圖１
所示。定位導管上端面設計為平臺式喇叭口實現電磁式同心測調儀的可靠對接，下側壁開有防轉卡槽實現測調時電磁式同心測調儀的防轉。旋轉式芯子由旋轉式陶瓷閥片和旋轉套組成，可以通過電磁式同心測調儀調節固定水嘴的大小開度，控制注水量大小。
２．２ 電磁式同心測調儀
電磁式同心測調儀是同心分層注水工藝技術的關鍵儀器，其設計理念：集成流量測試與水量調節于一體，實現測調同 步；動力傳遞設計為同心降速機制，機械結構簡單，動力傳遞效率高，測調穩定性高。主要包括以下結構，如圖２所示。
２．２．１ 直讀式電磁式流量計
主要用于實時測量流量，檢驗井下可調配水器配水量的大小，方便實現注水井各層配注量的調節，可同時測量流量、壓力、溫度三種參數。壓力、溫度傳感器均采用恒流供電的方式，流量、壓力、溫度三種電量信號*終由流量計的數字電路部分將其轉換為數字信號，得到測量數據，并通過單芯電纜載波方式將數字信號編碼并上傳到地面控制箱。
紙漿電磁流量計的測量原理是基于法拉*電磁感應定律。對于帶電粒子均勻分布的流體，當磁場強度一定時，感應電壓與流體的流速成線性關系，與流體的溫度、壓力、密度和粘度等物理參數無關，所以紙漿電磁流量計具有許多其它測量原理流量計無可比擬的優點，能實現大量程范圍的高精度測量。
２．２．２ 電動定位裝置
主要由定位控制直流電機、減速器、定位爪等組成。定位爪通過地面控制，可以實現收攏與張開。在與井下可調配水器定位時，電磁式同心測調儀定位裝置能夠準確坐落在定位導管的喇叭口（定位平臺）上，實現免投撈，無需投撈測試至少６ｍ 以上的沖距，因此可以將井下可調配水器間距由５～６ｍ 縮小到３．５ｍ，實現多個小卡距層細分注水。
２．２．３ 電動調節裝置
調節錐體上的調節爪帶動井下可調配水器內的旋轉芯子和活動閥片轉動，實現水量大小的調節。
３ 現場應用情況
完成下 Ｔ７－３７１、古３５０５、古３５０３等１２口井３井次的現場試驗，共測調 １３ 次，測調成功率１００％，實現了多個小卡距層的細分注水，５層分注井平均測調時間由投撈測試４天縮短為１～２天，提高了測試效率。
４ 結論
①注水井同心測調一體化分注工藝技術，擺脫了傳統投撈分注工藝需要機械導向、對接、投撈工序，適應目前多個小卡距層細分注水調配問題。②通過注水井同心測調一體化分注工藝技術，采用邊測邊調的方式進行流量測試與調配，將５層分注井由投撈測試４天縮短為１～２天，提高了測試效率。 ③注水井同心測調一體化分注工藝技術采用電磁式流量計測試，測試時與流體的溫度、壓力、密度和粘度等物理參數無關，適應于注水井的分層測試。
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