智能井井下阀门开度检测方法

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智能井井下阀门开度检测方法

作者：张旭涛刘福刚袁璐李杰

来源：《无线互联科技》2014年第01期

摘要：针对井下地层流体控制阀的阀门开度检测问题，采用电感式位移检测方法来检测阀门开度以适应智能井井下工作环境要求，利用LVDT/RVDT信号处理集成芯片AD698设计了激励信号产生电路与输出信号处理电路，测试了手工绕制的电感式位移传感器的信号-位移关系，测试表明测量电路的输出电压与铁芯（阀门）的位移量线性度良好。

关键词：智能井；阀门开度检测；AD698

智能井技术是一项新型的油藏/油井生产管理技术。这是一种利用放置在井下的永久性传感器实时采集井下设备的工况以及生产层段的压力、温度等参数，通过通信电缆或光缆将采集的信号传输到地面，利用开发的软件平台对数据进行挖掘、分析和学习，采用油藏数值模拟和油藏动态描述技术来优化油藏生产管理，并通过调节井下不同层段的地层流体控制阀的状态，实现对油藏的动态优化控制，从而提高油井产量和最终采收率的生产技术。

智能井系统的结构原理如图1所示，地面操作系统将采集到的底层中流体流量、温度、压力等参数进行描述和优化后再来控制层间流体控制阀（ICV ）的开度，在整个系统中获取阀门的开度量非常重要，一方面，阀门开度是阀门调节负反馈系统中一个重要参数；另一反面，阀门开度也是井下流体流量的一个重要参考指标，因此，研究井下阀门开度检测方法具有重要意义。

1 测量方案选择

井下流量控制阀采用的是直线移动滑套阀，阀门开度对应着滑套相对位移的大小，因此，检测阀门开度就转化为测量滑套直线位移的问题。测量位移的方法很多，考虑到井下高温、高压、复杂的流体介质和有限的安装空间等因素笔者选用LVDT/RVDT即差动变压器式传感器，其测量原理如图2所示。该检测装置由信号处理短节、感应线圈、铁芯、连接套、阀芯等所组成。其工作原理是：线圈与铁芯构成阀位检测传感器，铁芯通过连接套与阀芯连接，当阀芯运动时，铁芯随之运动，使电感线圈的电感量变化；该信号被送入信号处理短节，经处理以后送出与阀门开度成一定关系的直流信号，从而实现阀门开度的检测。该方法最大的特点是测量装置无任何机械磨损，特别适合井下对稳定性要求高不易检修的特殊要求。

2 测量电路设计

由于井下空间有限且对稳定性要求很高，本文选用专用的位移检测集成芯片AD698芯片来设计测量电路。AD 公司生产的AD698是一种LVDT/RVDT信号处理芯片，它是在一个芯

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