一种油井找水用机器人及用机器人进行油井找水的方法

摘要

本发明公开了一种油井找水用机器人及用机器人进行油井找水的方法，所述方法包括以下步骤：1)将机器人投放至井筒中；2)机器人到达人工井底后，开始运转，将井底位置及含水数据传输回地面信号处理装置，地面输人指令，机器人接受指令行动，沿着油管线运动至指令位置，在运动的过程中，探测器探测井下位置和含水数据，并将信号实时传输给地面信号处理装置，通过数据筛选即可准确发现出水位置，并对堵水作业进行指导，从而完成找水过程。该找水工艺简单，周期短，可靠性高，检测效率高，可以节省找水时间，减少停井时间，提高找堵水准确率，降低员工劳动强度。

说明书

技术领域

本发明涉及石油工程找水技术领域，具体涉及一种油井找水用机器人及用机器人进行油井找水的方法。

背景技术

油井出水给生产、油气集输和油田开发等工作带来严重影响，特别是对于水驱(注水井、边水及底水)油田。油井出水是不可避免的。由于油层物性不均匀以及开发方案和开发措施不当等原因，使水在纵向和横向上推进很不均匀，造成油田过早水淹，油田采收率降低。同时，由于地层大量出水冲刷地层，造成地层出砂坍塌，使油井停产甚至报废。另外，地层水还严重腐蚀抽油杆、油管、套管、输油管线等采油设备，因此，在油田开发过程中，必须及时注意油井出水动向，利用各种找水措施确定出水层位，对高含水层采取堵水措施，封堵高含水层、开采低含水层，以达到稳油控水、增产降耗的目的，确保油田的有效顺利开发。

我国多数油田储层非均质性严重，在注水开发过程中，虽然对注水井采取了分注、调剖、注聚合物以及近些年来采取的调驱等技术措施，但油田含水上升的矛盾一直存在，要解决这一矛盾就必须解决两个问题：一是找准油井主要来水层段，并对来水通道实施有效封堵；二是对注入水实施深部调剖，从根本上解决注入水沿高渗透层、高渗透条带水窜，使注入水在油层深部转向。进而扩大注入水波及范围，有效地改善注水效果和提高采收率。

(1)产液剖面测试找水技术。该技术的测试精确度非常的高，但是测试成本昂贵，而且由于国内大部分采用小直径完井井身结构及完井生产管柱等自身设计问题，所以在生产时测试仪器难以下入井内，因此产出剖面测试存在相当大的难度。

(2)机械式多级找堵水技术。该技术就是利用封隔器分割每个油层，使其单独生产，再重新调整管柱，逐一换层生产，直至找到产水层后，采用封隔器堵水，进行分层开采。该技术的优点是工艺简单，可靠性高；缺点是该工艺施工成本高，周期长。

(3)井下液压开关调层找堵水技术。该技术是下入含有压控开关器的分层开采管柱后，通过地面泵压控制井下开关动作，完成调换生产层位的目的。其优点是下入一趟管柱即能实现找堵水，简化了常规找堵水工艺，有效的解决了因选层失误而造成的堵水失败的问题。其缺点是受井况影响大，施工成功率不高。

(4)井下电动开关调层找堵水技术。该技术的优点是实现了在抽油机井内下入一趟管柱即可完成找堵水，并可在任意堵水层段反复调整。但该方法需要环空起下仪器操作，受井况影响大，现场实施比较困难。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提出一种油井找水用机器人及用机器人进行油井找水的方法，通过该装置找水工艺简单，周期短，可靠性高，检测效率高。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种油井找水用机器人，所述机器人与地面信号处理装置通讯；该机器人装置包括数据处理器、探测器、信号处理、动力系统和含水分析仪；

所述探测器，用于探测油井中的位置信息和含水的原始数据；

所述数据处理器，用于将探测器得到的数据进行处理，得到位置信息和含水数据；

所述信号处理，用于接收指令和把位置数据和含水数据传输至地面信号处理装置；

所述含水分析仪，用于对含水数据进行处理得到含水结果数据；

所述动力系统，用于驱动机器人运动；

所述地面信号处理装置，用于实时接收探测器发送的信号，并对信号处理，筛选以确定出水位置。

所述探测器由红外线传感器和超声波传感器组成。

所述动力系统由直流电机控制液压系统驱动，用于将电能和机械能互相转换。

所述含水分析仪，用于通过检测穿过介质后的射线强度变化，分析出组成介质的各种组份含量，计算出瞬时含水。

一种用机器人进行油井找水的方法，所述机器人与地面信号处理装置通讯；该机器人装置包括数据处理器、探测器、信号处理、动力系统和含水分析仪；

所述探测器，用于探测油井中的位置信息和含水的原始数据；

所述数据处理器，用于将探测器得到的数据进行处理，得到位置信息和含水数据；

所述信号处理，用于接收指令和把位置数据和含水数据传输至地面信号处理装置；

所述含水分析仪，用于对含水数据进行处理得到含水结果数据；

所述动力系统，用于驱动机器人运动；

所述方法包括以下步骤：

1)将机器人投放至井筒中；

2)机器人到达人工井底后，开始运转，将井底位置及含水数据传输回地面信号处理装置，地面输人指令，机器人接受指令行动，沿着油管线运动至指令位置，在运动的过程中，探测器探测井下位置和含水数据，并将信号实时传输给地面信号处理装置，通过数据筛选即可准确发现出水位置，并对堵水作业进行指导，从而完成找水过程。

所述井筒包括井口、套管、套管环空、油管和人工井底；套管内部分别为套管环空和油管，套管上下两端分别为井口和人工井底。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明机器人该装置是自动执行的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以执行安排好的程序，也可以根据人工智能技术制定原则纲领行动，通过远程控制实现找水的简单化操作，通过机器人的含水分析仪可以直接获取含水信息，方便快捷，成本低。

本发明一种新型找水方法，测试的结果对油井生产管理有指导性，为堵水作业提供了科学的依据，找水工艺简单，周期短，可靠性高，检测效率高，可以节省找水时间，减少停井时间，提高找堵水准确率，降低员工劳动强度。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。在附图中：

图1为本发明方法的工作原理图；

图2为本发明探测器的结构示意图；

图3为本发明信号处理的原理框图；

1-井筒；2-射孔段；3-机器人；4-人工井底；5-地面信号处理装置；6-套管；31-数据处理器；32-探测器；33-信号处理器；34-动力系统；35/36-含水分析仪。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图3所示，本发明一种用机器人进行油井找水的方法，包括井筒1，机器人3，人工井底4，地面信号处理装置5；如图2所示，机器人包含数据处理器31，探测器32，信号处理器33，动力系统34，左右含水分析仪35、36。

其中，井筒1是油田开采的通道，通过这个通道将地层原油开采至地面，为油田开采提供场所；本文所说的找水在井筒里面进行。由井口，套管，套管环空，油管，人工井底等组成；

机器人是找水方法工具，下人井筒人工井底位置，由下而上探测分析；并将探测数据传输地面；探测器32由红外线传感器和超声波传感器组成，动力系统34由直流电机控制液压系统驱动，可以实现电能和机械能互相转换，实现机器人在井筒里快速移动；含水分析仪是一种智能仪表，它的工作原来是通过检测穿过介质后的射线强度变化，分析出组成介质的各种组份含量，计算出瞬时含水。

如图2所示，本发明一种油井找水用机器人，所述机器人3与地面信号处理装置5通讯；该机器人3装置包括数据处理器31、探测器32、信号处理33、动力系统34和含水分析仪；

所述探测器32，用于探测油井中的位置信息和含水的原始数据；

所述数据处理器31，用于将探测器32得到的数据进行处理，得到位置信息和含水数据；

所述信号处理33，用于接收指令和把位置数据和含水数据传输至地面信号处理装置5；

所述含水分析仪，用于对含水数据进行处理得到含水结果数据；

所述动力系统34，用于驱动机器人3运动；

所述地面信号处理装置，用于实时接收探测器发送的信号，并对信号处理，筛选以确定出水位置。

所述探测器32由红外线传感器和超声波传感器组成。

所述动力系统34由直流电机控制液压系统驱动，用于将电能和机械能互相转换。

所述含水分析仪，用于通过检测穿过介质后的射线强度变化，分析出组成介质的各种组份含量，计算出瞬时含水。

本发明还公开了一种机器人找水方法，包括井筒1，机器人3，人工井底4，地面信号处理装置5；井筒包括井口，套管6，套管环空，油管，人工井底等组成；机器人包括数据处理器31，探测器32，信号处理器33，动力系统34，含水分析仪；地面信号处理装置用以实时接收探测器发送的信号，并对信号处理，筛选以确定出水位置。

具体地，本发明的一种用机器人进行油井找水的方法，包括以下步骤：

1)将机器人3投放至井筒1；

2)机器人3到达人工井底4后，开始运转，将井底位置即含水数据传输回地面，地面输人指令，机器人接受指令行动，沿着油管线运动至指令位置，在运动的过程中，探测器32探测井下位置和含水数据，并将信号实时传输给地面信号处理装置5，通过数据筛选即可准确发现出水位置，并对堵水作业进行指导，从而完成找水过程。

其中，该机器人3装置包括探测器32，含水分析仪35/36，信号处理器31，地面信号处理装置5；微型机器人是自动执行的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以执行安排好的程序，也可以根据人工智能技术制定原则纲领行动；探测器有测距传感器，视觉传感器，安装在机器人身上的机器装置，可以在位置不明的地区，建立位置地图，实现画面数据传输与自主导航；含水分析仪是一种含水感应装置，安装在机器人手壁上，可以实时分析含水数据；信号处理器安装在机器人中心位置，它负责接收指令和把机器人发现的位置数据和含水数据传输出去；地面信号处理装置5用以接收机器人发出数据并进行数据筛选以确定机器人位置及地下含水分布，并对机器人发号指令。

本发明适用于油田直井、定向井、水平井找水技术领域，随着油田油井井数的不断增多，多层系开采越来越多，本发明对准确确定油井出水位置有指导性的作用，是油田降水增油、提质增效的有效方法。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。