空心配水器带压调配密封器的研制和应用
延长油田同心可调分注技术的应用
工艺首先对注水层上部油套管实施两级封隔,保护注水层上部以上的套管不受高压损坏,对注水层位以上的套管存在漏点进行封隔,避免了注入量的损失。
该工艺还采用了GDP配水器,该配水器是改进型空心轨道式配水器,换向可靠性提高,可直接带水嘴下井,不需投捞死芯子,简化了施工工序。
1.2 配套测调技术同心可调分注技术是通过活动阀芯与配水主体在A面上配合位置的不同,改变注水量的大小。
配水主体的A面(如图1)上开孔B,B孔与配水主体和单流阀的环形空间连通,活动阀芯的A面有阀片(如图2),阀片与活动阀芯连为一体,通过旋转活动阀芯,阀片与配水主体的A面位置的变化,调节注水孔的大小,实现不同的注水量。
1—下接头;2—配水主体;3—活动阀芯;4—单流阀;5—上接头;6—防旋管;7—活动阀芯压簧;8—单流阀压簧;9—固定顶丝;10—O型胶圈。
图1 KTP-94同心测调配水器结构简图图2 KTP-94同心测调配水器同心可调分层注水可进行边测边调,下入一体化测调仪,通过地面仪器监视流量压力曲线,根据实时监测到的流量值,通过地面控制仪调整注水阀水嘴大小直到达到预设流量,可由0 引言延长油田主要为层状油藏,纵向上发育多套含油层系,当对这种油藏进行多层注水开发时,由于油层渗透率在纵向上和平面上的非均一性,注入水就沿高渗透层或高渗透区窜流,而中低渗透层或渗透区却吸水很少,从而引起一系列矛盾,即:层间、平面和层内矛盾。
分层注水工艺通过向注水井中下入封隔器,把差异较大的油层分隔开,在用配水器进行分层配水,使高渗层注水量得到控制,中低渗透率油层注水量得到加强,通过分层调整、测试手段对各类油层实行定量注入;通过对注水压力高或者上部套管漏的笼统注水井,实现顶封保护工艺。
由于部分井区注采层位不连通,通过分层注水部分层位可以实施早期注水,既可以提高差油层注入能力,同时对高渗透油层实行定量控制,也可以保护上部套管不受高压破坏、消除了环套空间水泥环窜漏影响,对漏点上部套管实施了保护,增加了有效注水,从而减小油田开发中的层间矛盾,减缓油井含水上升速度,实现长期稳产。
同心配水器及配套系统设计及应用
新技术新工艺清洗世界Cleaning World第35卷第4期2019年4月0 引言油藏开发过程在早期阶段依靠油藏内部自身弹性能力开采,而在开发后期油藏自身能量不足时,则需要依靠一定的外来能量补充,例如边底水驱动、重力驱动、注水注气驱动。
通常而言,注水补充地层能量是最为常见,也是最为经济的天然能量补充方式,已经被各大油田广泛应用[1]。
对于砂岩油藏而言,由于纵向上层位较多,层间、层内干扰问题较为严重,以往注水皆是采用笼统注水或采用偏心分层注水模式,导致注水效率不高,无法合理控制注水量,造成各层吸收效果差异较大。
因此,有效的分层注水工艺技术成为目前注水研究的重要课题,多种类型的配水器被研发出来,包括固定式、空心式、偏心式和集成式等,在一定程度上改善了分层注水的开发效果[2]。
但随着水平井及大斜度井的不断增多,原本配水器工艺技术已无法再满足要求。
胡靖平等(2013)针对层间及层内吸水矛盾突出的问题,为进一步提高注水效果,试验了小卡距分注及桥式同心直测配水工艺,并探讨了该工艺的适应性及需要注意的问题,有效改善了注水效果[3]。
刘颖等(2014)针对大斜度井及水平井分层注水过程常规偏心注水管柱的不适应性,利用Y341液柱注水管柱,配合桥式同心配水器,设计了一套井下可调水嘴配水器系统,现场试验验证了该系统提高了测试注入流量准确性,确保了复杂井型的分层注水工艺的实施[4]。
王琪华(2016)为解决偏心注水系统在注水及测试工艺中误差大以及工艺繁琐耗时的问题,应用了同心分层注、测配水器系统,试验结果验证了测试误差仅为0.82%~4.8%,极大提高了注、测工艺的效率及精度[5]。
陈朋刚等(2017)针对桥式偏心配水器在大斜度井及水平井中分层注水过程测试精度差、工艺繁琐、施工强度大等问题,开展了同心井下可调水嘴配水器的研发工作,并通过地面直读调节设备进行操作及记录,有效提高了流量测试精度及注水效果[6]。
陈朋刚等(2018)针对偏心注水测试系统打捞困难、井下对接难度大、下井工具串遇阻率高和测试成概率低等问题,研发了小排量防反吐同心配水器,具有较大的桥式过流通道,操作简单,现场实施效果较好[7]。
空心配水器测试课件
解决方案
针对漏水问题,应定期检查密封 圈并及时更换,同时确保安装正
确。
对于流量调节不准确问题,应定 期清洗和维护调节阀,保持管道
通畅。
对于压力不稳定问题,应选用高 质量的压力传感器并定期校准, 同时加强泵的运行监测和维护。
未来发展方向
技术升级与创新
持续投入研发,优化产品结构,提高性能和稳定性,降低制造成 本。
智能化与网络化
结合物联网和大数据技术,实现空心配水器的远程监控、智能调节 和故障预警功能。
绿色环保与可持续发展
关注环保要求,开发低能耗、低排放的空心配水器,促进可持续发 展。
感谢观看
THANKS
流体控制领域
用其他领域
还可应用于农业灌溉、消 防、水产养殖等领域。
02
测试准备
测试目的
验证空心配水器的性 能是否符合设计要求
查找并改进空心配水 器潜在的设计或制造 缺陷
评估空心配水器在不 同工况下的工作稳定 性
测试环境
实验室环境
提供稳定的测试条件,如 温度、湿度等
耐久性测试
长期运行测试
长时间运行设备,以检测其耐久 性和持久性。
疲劳测试
模拟设备在实际使用中可能遇到 的疲劳情况,以检测其疲劳寿命
。
腐蚀与磨损测试
通过模拟腐蚀和磨损条件,以检 测设备的耐腐蚀和耐磨性能。
04
测试结果分析
数据收集
测试环境
在标准实验室环境下进行测试,确保温度、湿度 等环境因素对测试结果无影响。
测试设备
使用高精度测量仪器,确保数据的准确性和可靠 性。
数据记录
空心配水器调配 36页PPT文档
调配不成功原因分析及对策
序号
不成功现象
原因分析
对策
出砂井出砂埋配水器
洗井或作业。安装单流阀
化堵井堵剂回吐
洗井或作业。安装单流阀
1
捞芯子无负荷
测调中刮下的锈垢在油管内堆积 洗井或作业
井内异物影响,如脱落的胶皮圈 堆积
洗井或作业
上部油管结垢
油管除垢或作业
2
打捞器下不去
油管断脱
目录
一、调配前准备工作
二、现场调配操作 三、落物的打捞方法 四、调配不成功原因分析及对策
调配准备工作流程
前期准备工作
现场准备工作
风
井
打
险
投
评
送
估
原
及
始
消
记
减
录
水 井 工 况 资 料
况 路 况 的 前 期
捞
配
车
套
况
工
的
具
检
的
查
水 嘴 的 选 配
措
收
落
检
施
集
实
查
调配准备工作流程
前期准备工作
现场准备工作
第二步:
调配捞芯子工序
井口的安装
关死注水闸门,平稳打开放空 闸门,放尽溢流,打开测试闸门。
卸掉采油树测试丝堵、上好短 节、天滑轮。把钢丝绳绳套穿过天 滑轮底座上两钢板中间空间,然后 将套扣放入地滑轮轴上,扣上轴盖, 穿上盖卡。
第三步:
调配捞芯子工序
下打捞器
将连接好的卡块打捞器,通过短节放入井内,以约 150m/min的速度平稳下放,下至离最上一级配水器50m左 右时改用50m/min的速度下放,直到所调配水器深度。
空心可调配水器优化研究与应用
1 第 4 卷 7 4页
石 油 矿 机 械 场
OI L FI ELD
第 7 期
E QUI M ENT P
2 1 4 ( ) 7 ~ 7 0 2, 1 7 : 4 7
o
o Biblioteka 文 章 编 号 : O - 48 2 2) 7 0 4 0 1 01 3 2( 01 0 07 4
ce .I a e e n t ife d f r m o et n 5 i e ih a l c tn c u a y a ov 0 int t h s be n us d i he o li l o r ha 0 tm sw t lo a i g a c r c b e 9
L U n xa J ANG a g bn, I Ya — i ,I Gu n — i GU O n y a NI e —o g, Li— u n, E W n ln XU i g l g, H ANG o y L n —i Z n Gu — u
( l o to c n lg n tt t S e gl Oif ed, n y n 5 0 0 C ia Oi Pr duin Teh oo y I siue, h n i l il Do g ig 2 7 0 , h n )
9 以 上 。 O
关 键 词 : 心 可 调 配 水 器 ; 试 调 配 ; 水 井 空 测 注
中图分类 号 : 94 1 TE 3 .
文献 标识 码 : A
O p i ia i n S u y a d Ap i a i n o ntg a e o l w a e e r g t r tm z to t d n plc to f I e r t d H lo W tr S g e a o
空心配水器调配
捞钢丝(绳)的打捞操作
1、以150米/分钟左右的速度平稳下放打捞外钩,下至离落 150米 分钟左右的速度平稳下放打捞外钩, 井钢丝( 井钢丝(绳)100米左右时改用20米/分钟的速度下放,直到下到 100米左右时改用20米 分钟的速度下放, 米左右时改用20 钢丝( 钢丝(绳)所在深度。 所在深度。 2、以25米/分钟左右的速度上提打捞外钩,通过凭手感试探 25米 分钟左右的速度上提打捞外钩, 负荷,听发动机的声音是否异常,观察井口是否倾斜、绳套是否 负荷,听发动机的声音是否异常,观察井口是否倾斜、 拉紧,车辆是否有颤动等现象来判断仪器是否捞到。如果无负荷, 拉紧,车辆是否有颤动等现象来判断仪器是否捞到。如果无负荷, 根据现场情况以20米 分钟的速度下放打捞外钩再捞2 根据现场情况以20米/分钟的速度下放打捞外钩再捞2-5次。 20 3、以25米/分钟左右的速度上提打捞外钩,当提出最上一级 25米 分钟左右的速度上提打捞外钩, 配水器50m以上时,改用约100m/min的速度继续上提。 配水器50m以上时,改用约100m/min的速度继续上提。见钢丝绳 50m以上时 100m/min的速度继续上提 第一个记号时减速,见钢丝绳第二个记号时停车, 第一个记号时减速,见钢丝绳第二个记号时停车,根据落井钢丝 (绳)的多少和重量人工拉出或打捞车绞出落物。 的多少和重量人工拉出或打捞车绞出落物。
水 嘴 的 选 配
调配准备工作流程
前期准备工作
现场准备工作
井 口 的 检 查
压 力 表 水 表 的 检 查
井 场 及 周 边 环 境
前期准备
1、严格按操作规程进行施工。 严格按操作规程进行施工。 2、按HSE要求安全施工,调配井场周围要有安 HSE要求安全施工, 要求安全施工 全警示标志物。 全警示标志物。 风 险 评 估 及 消 减 措 施 3、开关闸门时,人站在闸门一侧,不得正对 开关闸门时,人站在闸门一侧, 闸门。管钳开口朝外搭在手轮上,避免因闸门丝杠 闸门。管钳开口朝外搭在手轮上, 突然打出对操作人员造成伤害。 突然打出对操作人员造成伤害。 对溢流大井拒绝施工, 4、 对溢流大井拒绝施工,对测试卡箍头丝扣 损坏严重情况拒绝施工,待整改无问题后再施工。 损坏严重情况拒绝施工,待整改无问题后再施工。 5、雷雨天气、风力超过六级的恶劣天气有权 雷雨天气、 拒绝打捞施工。 拒绝打捞施工。
注水井恒流量空心配水器研究
注水井恒流量空心配水器研究
摘要
目前国内外石油生产企业在生产过程中,主要采用注水开发来保持 地层能量。国外油田注水水质普遍较高,对配水工具的要求较低,国内 由于普遍采用污水回注,所以对配水工具的要求比较高。目前国内的配 水工具主要采用偏心配水器和空心配水器两种形式。针对胜利油田生产 实际,本课题研究设计了恒流量空心配水器,使分层注水技术有一个质 的飞跃,实现井下定量配水,减轻后期施工的劳动强度,同时能够有效 提高水井的层段合格率,提高油田的注水开发效果。 本课题首先进行了国内外分层注水工艺及配套工具方面的调研,对 目前国内外分注工具有了基本的了解,然后根据胜利油田空心分层注水 工艺的实际情况以及分层注水技术的发展趋势研究开发了恒流量空心配 水器。设计过程中,结合 MATLAB 软件对配水器阀芯进行了静态、动态 模拟分析,同时对Φ1.1mm、Φ2.1mm、Φ3.0mm、Φ4.0mm 和Φ4.9mm 五种规格的水嘴进行了大量的室内试验及模拟仿真对比分析。并得出: (1)通过试验表明,恒流量配水器原理可行,基本结构合理,在压 差为 2-14MPa 之间能起到恒流作用; 超过 20MPa,无法实现恒流, 因此, 该工具在推广过程中应主要应用于注水压差低于 20MPa 的注水井。 (2)通过数学建模及系统仿真,从理论上得出恒流量配水器对Φ 1.0~Φ5.0mm 之间所有水嘴均能起到恒流作用,恒流压差大于 1.2MPa, 恒流量为 3.8~139.2m3/d ,对室内试验起了很好的指导作用。 结合以上研究结果,本项目将在今后继续进行完善,通过优化各个 部件的结构尺寸,扩大工具的恒流量调节范围,扩大应用领域。 关键词 :恒流量配水器,注水,仿真,试验
空心调试一体化技术在注水井应用论文
空心调试一体化技术在注水井的应用【摘要】油田进入注水开发后期,精细分层注水成为提高采收率的重要措施之一。
为保证分层注水效果,需要对每层注水量进行测试调配,使之适应地质要求。
传统的测调工艺非常繁琐,工作量大、分层合格率较低。
空心调试一体化技术在注水井实施应用后,显著提高了注水井的分层合格率,改善了水驱开发效果。
【关键词】注水井;空心调试一体化1.技术概述本技术能够实现测调工具一次下井同时完成各层流量的测试与调配工作;实现验封工具一次下井同时完成各级封隔器的分层验封工作。
其工艺原理是该测调系统采用边测边调的方式进行流量测量与调配。
通过地面仪器监视流量压力曲线,根据实时监测到的流量曲线调整注水阀水嘴大小直到达到预设流量。
该层调配完成后,上提到上一层段进行调,直至所有层段测调完毕。
然后根据需要进行复测并对个别层段注入量进行微调,完成全井各层段的测调。
其特点是采用同心同尺寸可调节配水装置,分层级数不受限制;测调、验封均采用一体化技术,边测边调,工作量更小,费用更低;测试数据地面直读,无级调配,调配精度高。
其技术指标:流量范围为0~500m3/d;调配精度为10%;测调成功率为≥80%;适应井斜为≤60°;适应温度范围为 -20℃~120℃。
2.工艺管柱2.1常规测试一体化技术工作原理:配水器下井时处于关闭状态,通过油管打压坐封封隔器,下入测调仪器打开配水器,进行试注,待注入压力稳定后,重新下入测试仪器进行调配。
可通过封隔器反洗阀实施洗井。
特点是:完井工艺相对简单;与液控式分注工艺相比作业成本低;封隔器配有洗井阀,可实现反洗井。
2.1.1空心可调配水器主要由:轴向定位斜面、径向定位槽、电机定位槽、验封定位槽组成。
其特点为:采用不锈钢材质,防腐防垢性能好,调配灵活、扭矩小;水嘴调节为线性关系,水量调配更加准确,更加易于控制;同一尺寸(内径46mm),分层级数不受限制;同心结构,测试调配成功率高,适用于大斜度井;具有防返吐功能,防止停注时地层返吐出砂。
空心配水器测试
测试正常井资料原始卡片
402+403+404 403+404
404
井口
完整测试成果
测试成果
完整测试成果
测试成果
完整测试成果
测试成果
分层测试资料录取审核三环节
第一个环节是现场部分,由测试班组人员负责:测试班长井口 负责测试深度的掌握,班组资料员负责配水间水量的调节和测试原 始报表的填写。
第二个环节由队资料员负责,对原始资料进行把关,压力、水 量、测试深度、管柱深度等每个数据都要认真核实,确保准确无误, 按相关要求整理测试成果;
测试工序
下流量计
人工下放钢丝(50-150)m 后,在以速度小于120m/min平 稳下放钢丝,钢丝下放过程应 监视计数表。当下至离最上一 级配水器100m处减速,以小于 30m/min左右的速度下到最下一 级配水器与次其上一级配水器 之间,待压力、水量稳定后, 按降压法测试5个点,在稳定注 水压力下每个点停点时间不少 于5min。
402
56
55 44
47.5
403 52 51 39
42
404
48
47 32
35-38
流量计测试工艺
为提高测试资料的准确性,流 量计测试也采用自下而上的测试顺 序。与投球相反,流量计测出的水 量是流量计所在位置以下的水量。
配水器芯子
内径(mm)
402
44
403
39
404
32
流量计外径:35mm
电磁流量计
测至井口
处理方法
测
试
深
记录比管柱多下位置。在多下位置 停点测试5分钟,配水间记录
度
压力、水量 。
比
同心可调配水器的应用研究
同心可调配水器的应用研究随着石油产量的不断增加和油田开采的不断深入,注水开发已经成为油田常态化开发手段和实现稳产的有效技术措施。
近年来,科学技术的快速发展促进了钻井技术的不断创新和发展,深井、大斜度井、多层小卡距井的数量逐年增加,分层注水、分级注水井的数量以及测调工作量也在不断加大,同时也对分注工艺测试效率和监测注入参数提出了更高和更为严格的技术要求。
传统的偏心配水器无法适应钻井新技术发展的需求,因此开发研制新型配水器非常必要。
实践证明,同心可调配水器的应用有效解决了偏心配水器的缺点和不足,对各种井下复杂情况都可有效发挥作用,本文对此进行研究。
标签:同心可调配水器;分层分级注水;应用研究近年来,随着钻井技术的发展,深井、大斜度井、多层小卡距井的数量不断增多,分层注水、分级注水井及调测工作量大幅度增加,并对分注工艺测试效率和监测注入参数提出了更高和更为严格的技术要求。
传统的偏心配水技术存在很多弊端,难以适应钻井技术发展的需求,因此研发新型配水器十分必要[1]。
实践证明,同心可调式配水器能够满足井下各种复杂条件下的配水需求,有效弥补了偏心配水器的缺点和不足,对促进钻井技术的发展具有重要意义。
1 同心可调配水器概述同心可调配水器是由上位机、导管、上接头、中心管、旋转管、可调节水嘴、调节臂、及下接头组成的,并通过计算机系统(上位机)实施系统控制,注水时与专用的一体化测调仪相配合使用。
其中导管的作用是对一体化测调仪起到经向和轴向的上的限位和定位左右,旋转管通过旋转可有效调节注水阀水嘴开启大小的功效,即调节注水量。
旋转管是由高质量的不锈钢材质之罪而成,不仅具有较强的防腐性能,并且具有扭矩小、调配灵活方便,水嘴连续性调节、注水量调配更加准确可控,各级配水器的内径相同、分级注水层数不受限制,该配水器同时具备返吐功能、在停止注水后能有效防止地层返吐出砂。
实践证明,同心可调式配水器能适应各种复杂的井下环境,应用范围较广[2]。
同心可调配水器的应用
同心可调配水器的应用作者:晁岳昌周宾来源:《现代商贸工业》2015年第14期摘要:随着油田注水开发的不断深入,大斜度井、深井、多层小卡距井逐年增多,分注井数、分注级数、测调工作量逐年增大,对分注工艺测试效率和监测注入参数提出更高的要求,目前油田注水开发中主要是应用偏心配水器来完成分层配注的需要。
但是偏心配水器在油田实际应用过程中暴露出很多难以解决的问题。
为了可以在井下各种复杂环境下可靠而简单的实现精细化分层配水需要,引进了全新的水井分层配水技术:同心可调配水器。
彻底解决了原有偏心配水技术固有的缺点,可以适应各种井下复杂井况。
关键词:分层配水技术;井下工具;复杂井况中图分类号:TB 文献标识码:A 文章编号:1672-3198(2015)14-0204-021 选题理由随着油田注水开发的不断深入,大斜度井、深井、多层小卡距井逐年增多,分注井数、分注级数、测调工作量逐年增大,对分注工艺测试效率和监测注入参数提出更高的要求,目前油田注水开发中主要是应用偏心配水器来完成分层配注的需要。
但是偏心配水器在油田实际应用过程中暴露出很多难以解决的问题。
例如:井深、井斜、沾污结垢严重以及层间干扰严重等等井况时,往往很难真正实现精细化分层配水需要。
为此,各地油田也在偏心配水工艺和配水方法上也进行了多年的研究和改进,但是收效甚微。
为了可以在井下各种复杂环境下可靠而简单的实现精细化分层配水需要,卫二区引进了全新的水井分层配水技术:同心可调配水器。
彻底解决了原有偏心配水技术固有的缺点,可以适应各种井下复杂井况。
2 工作原理及应用工作原理:当需要对目标层注水调节时,首先系统将测调仪下放至到要注水的目标层上方10米处,通过箱子上开臂按钮或者软件的开臂按钮打开调节臂,开臂到位后井下仪自动停止,并给上位机开臂到位状态信息。
上位机软件显示开臂到位。
下放仪器,完成调节臂与井下的同心配水器的对接。
对接后上位机软件状态显示对接成功。
此时开收臂按钮不起作用。
免投捞式空心配水器的研制与应用
版社 , 2005 -08. [ 10] 油田用 封隔器 及井 下工 具编 写组 .油 田用 封隔 器及
井下工具手册 [ M] .北京 :石油工业出版社 , 1981. (收稿日期 2007 -04 -20) 〔编辑 朱 伟 〕
图 1 ZKP配水器结构
2 工作原理
配水器按设计要求连接在油管上与封隔器一起
*国家专利 :专利号 :ZL200420040871.8。
作者简介 :辛林涛 , 1971年 生。 1995年 毕业 于石油 大学 (华 东 )机械 制造专 业 , 现从 事注水 工艺技 术研究 工作 , 工 程师 。 电话 :0546 -
4 02
4 03
4 04
405
芯子通径 /mm 49
44
39
34
26
3.2 技术特点 3.2.1 无轨道 , 免投捞设计 与 ZJK配水器相比 , ZKP配水器去掉了轨道 , 增加了控制活塞 , 完全能够 实现原有配水器的功能 , 且不存在换向问题 , 使配水 器顺利打开 , 做到坐封时保证整个管柱的密封性 , 坐 封完成后实现注水 , 从而提高了配水器的工作可靠 性。 3.2.2 配水芯子密封件防脱落设计 目前配水芯 子是在整体式本体上开有梯形燕尾槽 , 安装三角圈 , 通过过盈与配水器内工作筒形成密封 , 但其过盈量 是固定的 , 不可调 。投捞过程中 , 在摩擦及水流的冲 刷作用下 , 芯子胶圈大量脱落 , 影响了配水准确性 。 改进后的配水芯子采用分体式 , 由螺纹连接 , 芯子胶 圈采用双联异型结构 , 由压帽 、压环固定在芯子本体
(1)配水器出水通道刺坏 现象时有发生 , 影响 了分层配水的可靠性 , 因此需要解决阀体与阀套在 高压大排量注水情况下容易发生刺孔的问题 。
多级压降偏心配水器的研制与应用
多级压降偏心配水器的研制与应用摘要:中原油田东濮老区部分注井,由于地层物性差异大、层间矛盾突出,为控制高渗层注水量,加强中低渗层注水量,需在提高注水压力的前提下对高渗层实施节流降压。
为此研制一种多级降压偏心配水器,解决现有技术中仅依靠节流堵塞器进行节流降压的效果较差,无法适用于层间压差较大的分注井的各层合格注水问题。
初步实现了大压差控水技术在现场应用。
关键字:节流降压偏心配水器大压差控水油田注水井分注工艺是利用封隔器将注水井分为多个注水层段,对于油套分注井或多级分注井,一般是在地面井口安装地面配水器或者在井下安装偏心配水器,在配水器内安装节流堵塞器,通过调整节流堵塞器中水嘴直径的大小来控制各注水层段的注水量,达到分层注水的目的。
在多层系油藏分注中,由于注水井层间差异较大,为控制高渗层注水量,加强中低渗层注水量,满足同时达到合格注水的目的,需在提高注水压力的前提下对高渗层实施节流降压。
现场跟踪结果显示:当层间压差大于5MPa时,仅依靠缩小节流堵塞器水嘴直径进行节流的方式无法满足实际调配需要。
一、研制多级压降配水器为此研制一种多级降压偏心配水器,用以解决现有技术中仅依靠节流堵塞器进行节流降压的效果较差,无法适用于层间压差较大的分注井的各层合格注水问题。
该配水器结构如图1-1所示,在不改变偏心配水器的整体结构及投捞方式的前提下,在堵塞器出水孔后再增加两级节流装置,将水嘴一级节流改为水嘴与节流阀两级节流,单级节流压差5MPa,两级节流压差达到10MPa,可根据实际情况单独使用或同时使用,再加上水嘴的节流压力,节流压差可达到12MPa以上。
同时具有防返吐功能,可保证高压调配时井筒内为常压,降低测调风险。
多级降压偏心配水器在使用时,首先通过对注入高压水压力进行预判,调整阀孔中压簧和阀球的使用数量(比如可以仅使用一个阀孔中的压簧和阀球,将另一个阀孔中的压簧和阀球拆去,或者同时使用两个阀孔中的压簧和阀球,两级阀孔内均设置有阀球和压簧,即两个阀孔均在注入水时起到节流降压的作用),然后将本装置与封隔装置串联后下入油管串中,向多级降压偏心配水器中注入高压水,高压水经过通水孔进入堵塞孔,堵塞孔中的节流堵塞器通过水嘴对高压水枪进行初次节流降压,而后高压水进入节流降压结构,通过依次作用一级阀孔和二级阀孔的阀球,使两级阀孔的阀球均压缩压簧下行以使两级阀孔均处于连通位,压簧通过自身的收缩有效地吸收了高压水枪的液压,实现了对高压水的多级降压,而后高压水经过二级阀孔的出水口进入工作筒外部的地层,实现对相应地层的注水。
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胜利油田有限公司胜利采油厂管辖的胜坨油田投入注水开发多年, 注水井分注工具普遍采用空心配水器。
按照调配工艺要求, 空心配水器需零压力投捞施工。
由于油田小层数多达50 余层, 卡封段内小层较多, 部分小层只注不采, 形成较高压力地层。
注水井关井后液体反吐形成溢流压力, 使调配施工时间较长, 并存在安全隐患。
为此, 开展了带压调配密封器的研究工作。
在能够正常调配的基础上, 增加密封总成, 并加装了送给装置, 使调配施工初期可利用送给装置下送钢丝绳和打捞杆, 从而实现带压施工。
技术分析
11 结构
空心配水器带压调配密封器由导流总成、密封总成和送给总成组成, 通过螺纹连接。
结构如图1所示。
图1 空心配水器带压调配密封器
1 —压盖;
2 —密封圈;
3 —水腔;
4 —导流管;
5 , 9 , 15 , 22 , 29 —O形圈;
6 —止退螺钉;
7 —压紧螺钉;
8 —主体;10 —压轮;11 —压轮轴;12 —导向钉;13 —防喷盒体;14 —挤压轮壳体;16 —压
轮体;17 ,23 —丝堵;18 —推杆;19 —下接头;20 —摇臂轴;21 —
摇
臂套;24 —摇臂;25 —背帽;26 —压帽;27 —拨轮;28 —拨轮轴
21 工作原理
导流总成上部有空腔, 在使用前注入黄油以减
少钢丝绳对密封圈的磨损, 侧面焊接有导流管, 密
封总成渗流出的少量液体通过导流管流到专用箱内
收集。
通过止退螺钉坐在中空的压紧螺钉上, 可以
任意方向转动。
密封总成主体内主要有3 个中空密
封圈。
通过调节压紧螺钉压紧密封钢丝绳, 压紧螺
钉的压紧力应以有少量液体流出为宜, 压力如果太大, 钢丝绳无法通过, 压力太小液体会大量流出。
由于井内压力高, 密封圈下部受到1 个向上的压
力, 上部又受到压紧螺钉的压力, 在打捞工具开始
下井时, 工具质量较轻, 钢丝绳无法克服阻力自动
下行。
又因钢丝绳太软, 受压变松散, 不能实现上部送给, 因此设计在密封区的下部连接有钢丝绳送
给区。
将挤压轮引入装置, 通过人工摇柄带动挤压
轮挤压转动, 从而给钢丝绳施加下拉力, 使其下放流畅, 达到省时省力的目的。
最先设计了1 个动力轮, 1 个从动轮。
现场试验中发现钢丝绳打滑, 摇柄转动困难, 劳动强度较大。
后改为加装2 个动力轮, 2 轮之间齿轮咬合, 试用效果较好。
通过调节推杆使2 个主动压轮把钢丝绳压紧, 转动摇臂带动钢丝绳下行。
当钢丝绳下放到凭自身重力可以下行时(150~200 m 左右) , 转动推杆, 松开压轮, 让钢丝绳自动下放即可。
31 主要技术参数
耐压量程: 16 MPa ;
连接螺纹直径: 50 mm。
现场试验及效果
截至2003 年12 月, 新开发的空心配水器调配
密封器共进行带压调配32 井次, 调配注水芯子83 层次, 调配成功率100 % , 现场最大试验密封压力618 MPa 。
T58 井分3 段注水, 配水器为空心配水器。
2003 年8 月油藏动态需要调整分层配水, 需提高403 配水配注层段沙二83注水量, 配注水量由50 m3/ d 调整到100 m3/ d。
调配措施为, 捞403 配水器, 水嘴由210 mm 放大到410 mm , 该井溢流较大, 关井测井口油压618 MPa , 常规调配必须关井
泻压1 个月以上才能施工, 对动态影响较大。
经研究采取分层密封器实施调配施工。
安装该设备后,
用摇杆带压送给, 至160 m 后钢丝绳靠自重正常下
落, 至目的层后顺利捞获, 后投入装有410 mm 的
403 配水芯子, 正常加压后开井。
井口压力表显
示, 整个施工过程中油压始终保持在6 MPa 左右,
施工完毕后, 井场清洁无污染, 施工耗时3 h。
经
测试符合分层配水要求, 对应油井动态变化良好。
现场应用表明该装置密封性能良好, 无污水外
溢。
压力量程基本符合要求, 施工时间大大缩短,
总体达到了装置设计目的。
结论与建议
本装置实现了高压井内调配作业, 避免了排出
井液污染环境, 防止地层出砂, 保护了地层。
通过
降低调配成本, 提高了调配效率。
现场应用表明,
本装置结构简单合理, 技术先进, 操作方便, 工作
可靠, 具有可观的经济效益和不可估量的社会效
益, 在油田开发中具有较高的推广价值。
为便于推
广, 建议作如下改进:
(1) 扩大挤压轮壳体体积, 加大两挤压轮直
径, 增加摩擦力。
(2) 挤压轮转动靠人工操作, 装置现场操作现
需人工手摇, 存在着施工时间长和劳动强度大等弊端。
可在井口加装小型电动机, 通过电动机传动带动挤压轮转动。
(本文编辑刘峰)。