一种可充电集成式高速波码分注系统的制作方法

本发明属于油田智能分层注水，具体涉及一种可充电集成式高速波码分注系统。

背景技术：

1、油田开采过程中，向油层注水可以补充和维持地层压力，保证油层压力适宜开采并实时监测油井、注水井的生产数据，以达到注采平衡。目前油田广泛使用的无缆智能分层注水系统是先通过地质研究分析、油层评价来确定注水位置，然后再在相应的注水层安装配水器，实现地面控制器依靠波码通讯调控井下各配水器的注水量和获取井下注水层的数据信息。

2、但现有的无缆智能分层注水系统尚有不足，一是井下集成式配水器需要预装电池，为配水器内的水嘴电机、电路板供电，电池电量耗尽后需要将整个注水管柱取出，才能更换电池，工作量巨大，因此为了延长电池电量的使用时间，配水器一般15天与地面进行一次波码通讯，以减少电量消耗；二是波码通讯耗费时间长、效率不高，波码通讯时水嘴、阀门动作慢，完成一次码型的高低切换时间长，并且每次发送的通讯码型都包含一些唤醒码、结束码等无用码型，造成无缆智能分层注水系统不能实时获取井下数据信息和调控配水器，不利于无缆智能分层注水系统的智能化和精细化发展。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可充电集成式高速波码分注系统，通过将无线充电器下放至井下集成式配水器内进行供电和数据传输，有效解决了现有无缆智能分层注水系统的波码通讯效率低、井下集成式配水器电量不够用以及不能及时获取井下数据的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种可充电集成式高速波码分注系统，包括采油树、地面控制器、井下集成式配水器和无线充电器，所述地面控制器和井下集成式配水器设置在所述采油树上，所述采油树的上端设置有防喷管，所述防喷管内悬吊所述无线充电器，所述无线充电器包括充电器电磁线圈，所述防喷管外设置有与所述地面控制器无线连接的井口充电单元，所述井口充电单元包括井口电磁线圈，所述井下集成式配水器包括配水器电池和配水器电磁线圈；所述无线充电器用于下放至所述井下集成式配水器内通过充电器电磁线圈耦合所述配水器电磁线圈对所述配水器电池进行充电，并将井下集成式配水器采集的数据传输至所述无线充电器，所述无线充电器上提至防喷管内通过充电器电磁线圈耦合所述井口电磁线圈将数据输出给所述井口充电单元。

4、进一步，所述无线充电器还包括胶筒坐封驱动模块、上胶筒模块、下胶筒模块、丝杆、上定位电磁线圈、下定位电磁线圈、充电器控制模块、充电器驱动模块和充电器电池，所述丝杆的两端分别设置所述上胶筒模块和下胶筒模块，所述胶筒坐封驱动模块设置在所述上胶筒模块上端用于驱动所述上胶筒模块和下胶筒模块坐封 ，所述丝杆依次套设上下连接的所述上定位电磁线圈、充电器控制模块、充电器驱动模块、充电器电池和下定位电磁线圈，所述充电器电磁线圈套设在所述充电器驱动模块的外周，所述充电器驱动模块与所述丝杆螺纹传动带动所述上定位电磁线圈、下定位电磁线圈和充电器电磁线圈沿所述丝杆轴向上下移动，所述上定位电磁线圈、下定位电磁线圈用于和所述配水器电磁线圈形成电磁感应以定位所述充电器电磁线圈与配水器电磁线圈的相对位置。

5、进一步，所述充电器电磁线圈位于所述上定位电磁线圈和下定位电磁线圈的中间。

6、进一步，所述无线充电器通过钢丝悬吊，所述钢丝的一端连接有起吊设备，所述起吊设备上设置有第一钢丝拉力检测模块，所述第一钢丝拉力检测模块用于检测钢丝拉力突变后以控制所述起吊设备的启停。

7、进一步，所述胶筒坐封驱动模块的上端设置有第二钢丝拉力检测模块，所述第二钢丝拉力检测模块与所述钢丝连接用于检测钢丝拉力值。

8、进一步，所述井下集成式配水器还包括上层配水器、下层配水器和封隔器，所述配水器电池和配水器电磁线圈设置在所述上层配水器的内部，所述上层配水器的内部还设置有上层流量调节水嘴，所述下层配水器内设置有配水器主控板、下层流量调节水嘴和快速发码水嘴；所述配水器主控板用于调控所述上层流量调节水嘴、下层流量调节水嘴和快速发码水嘴，所述配水器电池与所述配水器主控板电连接。

9、进一步，所述井口充电单元还包括井口无线通信模块、井口主控板和井口充电电池，所述井口电磁线圈、井口无线通信模块和井口充电电池均电连接所述井口主控板，所述井口电磁线圈与所述充电器电磁线圈无线耦合通信，所述井口无线通信模块与地面无线通信模块无线通信连接，所述井口充电电池还电连接有井口太阳能供电单元。

10、进一步，所述防喷管的底部设置有超声波传感器，在所述防喷管和采油树的上端之间还串接有防喷电磁阀，所述超声波传感器与所述井口主控板电连接，所述井口主控板电连接所述防喷电磁阀，用于根据所述超声波传感器检测无线充电器的位置信号以控制所述防喷电磁阀的开启。

11、进一步，所述上胶筒模块和下胶筒模块的轴向均设置有过流孔。

12、进一步，所述分注系统还包括地面太阳能供电单元，所述地面太阳能供电单元与所述地面控制器电连接。

13、本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点和效果：

14、本发明提供的一种可充电集成式高速波码分注系统，井下集成式配水器的电池可以进行无接触式充电，解决了电池电量不够用的问题，可以提高井下集成式配水器与地面控制器的通讯频率，地面可以实时获取井下信息和调控井下集成式配水器；同时，无线充电器为井下集成式配水器进行充电时，无线充电器由地面控制器控制可补充电能，不需要施工人员现场施工操作，节省了后期维护的人力、物力和时间成本。

技术特征：

1.一种可充电集成式高速波码分注系统，其特征在于：包括采油树、地面控制器（1）、井下集成式配水器（2）和无线充电器（3），所述地面控制器（1）和井下集成式配水器（2）设置在所述采油树上，所述采油树的上端设置有防喷管（6），所述防喷管（6）内悬吊所述无线充电器（3），所述无线充电器（3）包括充电器电磁线圈（38），所述防喷管（6）外设置有与所述地面控制器（1）无线连接的井口充电单元（5），所述井口充电单元（5）包括井口电磁线圈（51），所述井下集成式配水器（2）包括配水器电池（212）和配水器电磁线圈（211）；所述无线充电器（3）用于下放至所述井下集成式配水器（2）内通过充电器电磁线圈（38）耦合所述配水器电磁线圈（211）对所述配水器电池（212）进行充电，并将井下集成式配水器（2）采集的数据传输至所述无线充电器（3），所述无线充电器（3）上提至防喷管（6）内通过充电器电磁线圈（38）耦合所述井口电磁线圈（51）将数据输出给所述井口充电单元（5）。

2.根据权利要求1所述的一种可充电集成式高速波码分注系统，其特征在于：所述无线充电器（3）还包括胶筒坐封驱动模块（32）、上胶筒模块（33）、下胶筒模块（331）、丝杆（34）、上定位电磁线圈（35）、下定位电磁线圈（351）、充电器控制模块（36）、充电器驱动模块（37）和充电器电池（39），所述丝杆（34）的两端分别设置所述上胶筒模块（33）和下胶筒模块（331），所述胶筒坐封驱动模块（32）设置在所述上胶筒模块（33）上端用于驱动所述上胶筒模块（33）和下胶筒模块（331）坐封 ，所述丝杆（34）依次套设上下连接的所述上定位电磁线圈（35）、充电器控制模块（36）、充电器驱动模块（37）、充电器电池（39）和下定位电磁线圈（351），所述充电器电磁线圈（38）套设在所述充电器驱动模块（37）的外周，所述充电器驱动模块（37）与所述丝杆（34）螺纹传动带动所述上定位电磁线圈（35）、下定位电磁线圈（351）和充电器电磁线圈（38）沿所述丝杆（34）轴向上下移动，所述上定位电磁线圈（35）、下定位电磁线圈（351）用于和所述配水器电磁线圈（211）形成电磁感应以定位所述充电器电磁线圈（38）与配水器电磁线圈（211）的相对位置。

3.根据权利要求2所述的一种可充电集成式高速波码分注系统，其特征在于：所述充电器电磁线圈（38）位于所述上定位电磁线圈（35）和下定位电磁线圈（351）的中间。

4.根据权利要求2或3所述的一种可充电集成式高速波码分注系统，其特征在于：所述无线充电器（3）通过钢丝（81）悬吊，所述钢丝（81）的一端连接有起吊设备（8），所述起吊设备（8）上设置有第一钢丝拉力检测模块（82），所述第一钢丝拉力检测模块（82）用于检测钢丝拉力突变后以控制所述起吊设备（8）的启停。

5.根据权利要求4所述的一种可充电集成式高速波码分注系统，其特征在于：所述胶筒坐封驱动模块（32）的上端设置有第二钢丝拉力检测模块（31），所述第二钢丝拉力检测模块（31）与所述钢丝（81）连接用于检测钢丝拉力值。

6.根据权利要求5所述的一种可充电集成式高速波码分注系统，其特征在于：所述井下集成式配水器（2）还包括上层配水器（21）、下层配水器（23）和封隔器（22），所述配水器电池（212）和配水器电磁线圈（211）设置在所述上层配水器（21）的内部，所述上层配水器（21）的内部还设置有上层流量调节水嘴（213），所述下层配水器（23）内设置有配水器主控板（231）、下层流量调节水嘴（233）和快速发码水嘴（232）；所述配水器主控板（231）用于调控所述上层流量调节水嘴（213）、下层流量调节水嘴（233）和快速发码水嘴（232），所述配水器电池（212）与所述配水器主控板（231）电连接。

7.根据权利要求6所述的一种可充电集成式高速波码分注系统，其特征在于：所述井口充电单元（5）还包括井口无线通信模块（52）、井口主控板（53）和井口充电电池（54），所述井口电磁线圈（51）、井口无线通信模块（52）和井口充电电池（54）均电连接所述井口主控板（53），所述井口电磁线圈（51）与所述充电器电磁线圈（38）无线耦合通信，所述井口无线通信模块（52）与地面无线通信模块（15）无线通信连接，所述井口充电电池（54）还电连接有井口太阳能供电单元（4）。

8.根据权利要求7所述的一种可充电集成式高速波码分注系统，其特征在于：所述防喷管（6）的底部设置有超声波传感器（61），在所述防喷管（6）和采油树的上端之间还串接有防喷电磁阀（7），所述超声波传感器（61）与所述井口主控板（53）电连接，所述井口主控板（53）电连接所述防喷电磁阀（7），用于根据所述超声波传感器（61）检测无线充电器（3）的位置信号以控制所述防喷电磁阀（7）的开启。

9.根据权利要求8所述的一种可充电集成式高速波码分注系统，其特征在于：所述上胶筒模块（33）和下胶筒模块（331）的轴向均设置有过流孔（3301）。

10.根据权利要求9所述的一种可充电集成式高速波码分注系统，其特征在于：所述分注系统还包括地面太阳能供电单元（9），所述地面太阳能供电单元（9）与所述地面控制器（1）电连接。

技术总结本发明涉及一种可充电集成式高速波码分注系统，包括采油树、地面控制器和井下集成式配水器，地面控制器和井下集成式配水器设置在采油树上，采油树的上端设置有防喷管，防喷管内悬吊无线充电器，防喷管外设置有井口充电单元，井下集成式配水器内设置有配水器电池和配水器电磁线圈，井口充电单元上设置有井口电磁线圈，无线充电器用于下放至井下集成式配水器内通过充电器电磁线圈耦合配水器电磁线圈进行无线充电并将井下集成式配水器采集的数据传输至无线充电器，且上提至防喷管内通过充电器电磁线圈耦合井口电磁线圈将数据输出给井口充电单元。本发明的无线充电器在防喷管内补充电能，全部过程由地面控制器控制，不需要人员现场施工操作。技术研发人员：孟林波,夏成涛,刘磊,熊森,田庚受保护的技术使用者：西安洛科电子科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12