[发明专利]油田偏心分层注水井的测试仪及工况长期实时监测方法

权利要求书

1.监测仪，由上接头、壳体、天线保护罩、天线、电路仓、电路板、高温电池组、载荷传感器、两个压力传感器、下接头组成，其特征在于：壳体的两端分别安装上接头、下接头，上接头与偏心配水器的下接头相连，下接头与油管相连，壳体上安装有天线保护罩、载荷传感器和两个压力传感器，且两个压力传感器的取压孔分别与油管和套管相连，天线安装在天线保护罩内，壳体内设有电路仓，电路仓为能承受高压的密闭空间，用于放置电路板、高温电池组；电路板由两套传感器驱动信号源、两套信号放大测量电路、参考电压源、载荷信号测量电路、温度测量电路、微控制器、无线数传模块、异步通信控制电路、数据存储器、电源管理电路组成，电路板中微控制器分别与两套传感器驱动信号源、两套信号放大测量电路、参考电压源、载荷信号测量电路、温度测量电路、异步通信控制电路、数据存储器、电源管理电路、高温电池组相连，参考电压源分别与两套信号放大测量电路、载荷信号测量电路相连，无线数传模块与异步通信控制电路相连，高温电池组分别与电源管理电路及微控制器相连，一套传感器驱动信号源和一套信号放大测量电路分别与一个压力传感器相连，另一套传感器驱动信号源和另一套信号放大测量电路分别与另一个压力传感器相连，载荷信号测量电路与载荷传感器相连，无线数传模块与天线相连。

2.数据读取器，由绳帽、定位爪、定位爪控制总成、外壳、电路仓、电路板、高温电池、天线、天线保护罩组成，其特征在于：绳帽通过丝扣固定在外壳顶部，外壳上分别安装定位爪、定位爪控制总成、天线保护罩，且定位爪与定位爪控制总成相连，天线安装在天线保护罩内，外壳上设有电路仓，电路仓为能承受高压的密闭空间，里面放置电路板和高温电池，电路板由微控制器、无线数传模块、异步通信控制电路、数据存储器、电源管理电路组成，微控制器分别与异步通信控制电路、数据存储器、电源管理电路、高温电池组相连，无线数传模块与异步通信控制电路相连，高温电池组与电源管理电路相连，天线与无线数传模块相连。

3.油田偏心分层注水井的测试仪及工况长期实时监测方法，按以下步骤进行：将偏心配水管柱的偏心配水器的下方直接连接测试仪，形成包括封隔器、偏心配水器、测试仪、单向阀的带有长期监测功能的偏心配水管柱，其特征在于：

a、将封隔器、偏心配水器、测试仪、单向阀由油管串联在一起，下入需要分层注水的的注水井中，其中偏心配水器和监测仪的数量与注水井要求分注的层数相同，当它们到达相应的位置后，先在地面用高压泵车打压使封隔器坐封后，采用现有的偏心配水工艺所配套的分层流量调配工艺，调配各层封隔器的水嘴大小，实现正常偏心配水器方式的分层注水；

b、在每个分层注水的层段放置一套监测仪，监测仪的上接头直接与偏心配水器的下接头相连接，监测仪下井前，根据用户要求对温度、油管压力、套管压力、轴向载荷参数的采样间隔进行设置，采样间隔为1秒至18小时之间的任意值；

c、需要读取监测仪中数据时，用试井钢丝绞车连接数据读取器，调整数据读取器的定位爪控制总成的锁紧装置，使定位爪处于回收状态，首先将数据读取器放置于最下层的偏心配水器及监测仪的下方5米以上后，上提数据读取器，在经过偏心配水器时触碰定位爪控制总成的解锁机关，打开定位爪，继续上提数据读取器锁紧装置到偏心配水上方，快速下放数据读取器，张开的定位爪在偏心配水器的定位花篮处遇阻，成功定位后，数据读取器与监测仪进入有效通讯范围，这组仪器按无线握手程式自动建立通讯模式，并将监测仪中的数据传送到数据读取器中；上提数据读取器到上一层偏心配水器后，重复上述操作，直到完成所有层的监测仪的数据读取工作；

d、封隔器实时验封方法：在分注过程中的各层的套压就是各层的地层压力，由于地层的吸水性能存在差异，如果封隔器处于密封状态，用数据分析软件将相邻的两层的套压曲线进行叠加，曲线形态不可能完全一致，因此，叠加地层压力后，各层的压力曲线形态存在差异，就能认定封隔器处于密封状态；如果某个时刻两层的压力曲线趋于一致，说明封隔器已经解封；同时，在封隔器密封状态下，封隔器胶筒与套管之间的摩擦力抵消了部分轴向重力，如果封隔器解封，胶筒与套管的摩擦力必然减小，这时轴向载荷增加；综合分析压力和载荷因素，就能得到封隔器密封状况及具体解封时间；

e、累计流量计算方法：为了控制分层注水的流量，偏心配水器通过封隔器中的水嘴直径调节流量大小，水嘴越小，水嘴前后的压力损失越大，根据孔板流量计原理，流量与压差之间存在一下关系：

Q=K.d2.P1-P2]]>

Q-流量 K-常数 d-水嘴直径 P1-嘴前压力 P2-嘴后压力，各层经过流量调配后，已经配好相应的水嘴，所以d及K均为定量，测试仪能够实时监测P1和P2，所以，只要找到通过各层的吸水指示曲线，就能找到流量Q与压差ΔP之间的规律，通过数据分析软件，求出各层的瞬时流量和累计流量。