井下工艺管柱结构

1、井下管柱分注工艺技术 一.目录1.前言2.工具简介3.分注工艺流程4.结束语1.前言 在油田开发过程中，特别是进入高含水开发阶段后，由于油藏沉积时的非均质性和开采过程中油层水流状况的不均匀性，使开发层段的层间差异突出、层间干扰严重，水驱开采难度增大，开发效果变差。因此，必须通过细分层系，多级注水技术来提高水驱效率。细分注水是油田稳油控水、提高采收率的必由之路，在油田开发工作中占有极为重要的地位。越到油田注水开发后期，对细分注水的要求也越高、依赖性越强。1.前言 分层注水管柱是由井下油管、封隔器、配水器和单流阀组成，它利用封隔器在油管与套管之间的环形空间，将整个注水井段封隔成几个互不连通的层段，

2、每个层段中都装有配水器，注入水通过每个层段配水器上的水嘴，分别注入到各层段的油层中去。配水器的主要作用是：对于高渗透层，利用配水器上水嘴的节流作用，来降低高渗层的注水压力，从而达到了控制高渗层吸水量的目的。对于中低渗透层，可以根据各层段计划注水量所选定的水嘴，合理地进行配注，必要还可以提高注入压力，以提高中低渗透层的吸水量。封隔器偏心配水器单流阀堵塞器1.前言 该技术是在传统的分注工艺技术基础上研制的最新成果。主要通过独特的偏心配水器与不同功能的偏配堵塞器等工具实现分注，并采用通用流量计，压力计和验封仪，实现分层流量、分层压力的测试和封隔器验封等测调工作。该工艺主要特点是配水器中心为有46mm

3、的通道，正常注水时不影响测井，并可实现多层分注且测调简单方便。2. 工具简介 在分注现场施工过程中，我们主要使用的井下工具为封隔器、配水器、筛管、单流阀和丝堵。 在测试过程中，现场班组所使用的工具为投捞器，流量计和验封仪。2. 工具简介封隔器型号的编制 Y 3 4 1- 114-120/25工作温度工作温度/压力压力钢体最大外径钢体最大外径解封方式代号解封方式代号坐封方式代号坐封方式代号固定方式代号固定方式代号分类方式代号分类方式代号2. 工具简介代号意义代号意义分类名称分类名称自封式自封式压缩式压缩式扩张式扩张式组合式组合式代号代号 Z Y K各代号组合各代号组合分类方式分类方式固定方式固定

4、方式座封方式座封方式解封方式解封方式固定方式名称固定方式名称尾管支撑尾管支撑单向卡瓦单向卡瓦 悬挂悬挂双向卡瓦双向卡瓦锚瓦锚瓦 代号代号 1 2 3 4 5座封方式名座封方式名称称提放管柱提放管柱转动管柱转动管柱 自封自封液压液压下工具下工具热力热力 代号代号 1 2 3 4 5 6解封方式名解封方式名称称提放管柱提放管柱转动管柱转动管柱 钻铣钻铣液压液压下工具下工具热力热力 代号代号 1 2 3 4 5 62. 工具简介（1）封隔器型号：）封隔器型号： 在分注工作过程中,该工艺主要使用的封隔器型号为: Y341-114-60-120/25P 各字母,数字代表含义: Y:分类代号，表示压缩式；

5、 3:支撑方式，表示无支撑,悬挂式； 4:坐封方式代号，表示液压式； 1:解封方式，表示提放管柱解封； 114:封隔器外径，单位mm； 60:封隔器内径，单位mm； 120:所承受最高工作温度， 单位； 25:工作压差,单位MPa2. 工具简介封隔器特点：封隔器特点：1. 该封隔器洗井活塞采用硫化橡胶办法及特殊结构，解决了洗井活塞密封件刺坏问题，从而保证封隔器洗井通道的密封。2. 由于下层的压力反馈作用在洗井活塞上，避免了由于井口压力波动或层间压差大，洗井活塞开启，而引起封隔器洗井通道不严。3. 该封隔器具有免释放、免投捞的特点。由于该封隔器设有低压腔，不需专门加压使封隔器坐封，且不须限制水咀

6、大小可直接依据地质方案选配水咀，只需井口注水压力产生封隔器坐封所需的静压（依据封隔器下入深度所规定的静压）即可坐封，坐封后即可直接验封，验封合格后若地质方案不再调整可直接正常注水。2.工具简介 封隔器工作原理：封隔器工作原理： 坐封时，从油管内打压，压力液从中心管上的传液孔作用到坐封活塞上，由于坐封活塞，坐封卡套，中心管，卡簧之间形成一个密封的增压腔，随着下井深度的增加，座封活塞两侧的压差也增加。当压力达到一定时，坐封活塞推动坐封卡套上行，剪断释放销钉，并压缩胶筒，当达到一定的压缩距时，卡簧锁住坐封卡套，封隔器处于工作状态。 洗井时，在油套环形空间内注入洗井压力液，在压力作用下，洗井活塞被洗井

7、压力液推回原位，洗井压力液经中心管和衬管之间的过流通道，通过胶筒密封部位，压力液从上至下逐级打开各级封隔器的洗井通道，最后由套管底部的单流阀返回地面，完成洗井。2.工具简介长胶筒封隔器长胶筒封隔器 长胶筒封堵工艺技术是利用长胶筒封隔器进行厚层层内细分注水与小夹层反向封堵，从而提高油、水的开发效果。长胶筒封堵工艺技术克服了因管柱伸缩常规封隔器无法封隔小夹层的矛盾，又可以封堵炮眼。与常规措施工艺相比，措施对象由层间大段封堵转移到层内多段封堵，封隔界面由岩性隔层变为物性结构界面，提高了有效注入量与采出液量，控制了无效循环，扩大了波及体积。长胶筒封隔器2.工具简介K344-110扩张式长胶筒封隔器工作

8、原理：封隔器坐封时，液体从中心管下端进液孔进入，推动下工作筒上行，使胶筒压缩，同时，液体由中心管进液孔经中心管与胶筒之间缝隙进入胶筒内，使胶筒扩张，当内压撤出后，导压锥体与上工作筒封住胶筒内的液体，胶筒不再回弹，实现坐封。封隔器解封时，洗井液从上部过滤套进入，推动释放活塞下行顶导压锥体，压缩弹簧，使胶筒内腔与中心管排液孔联通，胶筒内液体流入中心管，胶筒回弹，封隔器解封，可进行洗井或起出管柱作业。123456789102. 工具简介 K344-110扩张式封隔器主要技术参数：扩张式封隔器主要技术参数： 型号型号钢体钢体外径外径mmmm工具工具长度长度mmmm最小最小通径通径mmmm坐封坐封压力压

9、力MPaMPa解封解封压力压力MPaMPa承受承受压差压差MPaMPa工作工作温度温度连接连接扣型扣型()()适用适用套管套管()()K344-K344-10510510510596896849493 32 225/4025/401201202 7/82 7/85 5K344-K344-108108108108115911591473147348483 32 235/5035/501201202 7/82 7/85 1/25 1/2K344-K344-110110110110120212021473147348483 32 240/6040/601201203 1/23 1/25 1/25 1

10、/22. 工具简介贯彻油田公司加强套管保护的会议精神，结合油田注水井地质状况，选择注水井套管保护封隔器是Y344-114-JKD大压差解封洗井封隔器。Y344-114Y344-114大压差解封洗井封隔器结构：大压差解封洗井封隔器结构： 主要由上接头、胶筒调节环、密封胶筒、解封锥体、弹性锁块、解封套管、备用解封销钉等组成。Y344-114-JKD大压差解封洗井封隔器示意图2. 工具简介Y344-114大压差解封洗井封隔器原理：大压差解封洗井封隔器原理： 坐封时，油管内加压，液体从弹性锁块缝隙进入缸体推动坐封活塞，剪断销钉，活塞上行推动下连接套压缩胶筒，同时弹性锁块的牙进入解封套管并与解封套管上的

11、牙咬合，当油管内压卸掉后，由于弹性锁块与解封套管上的牙咬合，胶筒不再反弹，实现坐封锁定。 解封时，洗井液从上部调节环进入推动活塞下行，活塞上锥体推进弹性锁块，使弹性锁块张开，弹性锁块上的牙与解封套管上的牙脱离，胶筒在自身弹力作用下收缩解封，可以进行洗井或起管柱作业。2. 工具简介Y344-114Y344-114大压差解封洗井封隔器技术参数：大压差解封洗井封隔器技术参数：总长mm最大外径mm最小通径mm适应套管mm工作温度工作压力MPa座封压力MPa解封压力MPa97811450121-127120503-44.5Y344-114大压差解封洗井封隔器技术特点：大压差解封洗井封隔器技术特点： （1

12、）. Y344-114大压差解封洗井封隔器，密封组件采用高分子材料作隔环、保护罩，提高了封隔器承受上下压差的能力； （2）. Y344-114大压差解封洗井封隔器，油管加压坐封、套管加压解封，可以有效地扩大洗井通道，提高洗井效率； （3）. Y344-114大压差解封洗井封隔器，套管加压解封，油管加压坐封，取消了洗井凡尔，坐封、解封更灵活、更可靠，有效的避免了凡尔打不开或关不严的情况发生。2. 工具简介定向井分注使用工具1.滑块式扶正器，高强度橡胶材料，优点：弹性支撑，不易结垢卡死，容易起出；使井下造斜段管柱由面摩擦摩擦变成点摩擦，减小摩擦力。2.扩张式封隔器：长度800-900mm，外径11

13、0mm，正打压坐封，反洗井解封。3.压缩式封隔器：长度800-900mm，外径110mm，正打压坐封，上提解封。K344扩张式封隔器2. 工具简介4.配水器：选择外径108mm小直径配水器。5.丢手接头：管柱安全保护装置，连接在工具串中间部位，上提管柱提不动时可投球打压，断开丢手，将井下工具串拆成两个段分开来提。2. 工具简介定向井管柱工具串设计方案：定向井管柱工具串设计方案：理论设计方案理论设计方案1： 油管+扶正器+配水器+扩张式可洗井封隔器扩张式可洗井封隔器+扶正器+单流阀+筛堵理论设计方案理论设计方案2： 油管+扶正器+配水器+压缩式可洗井封隔器压缩式可洗井封隔器+扶正器+单流阀+筛堵

14、 扩张式和压缩式两种封隔器都可以实现分注目的，但两种工具不能混用。至于选哪种管柱方案视具体情况而定。配水器型号配水器型号在分注工作过程中，该工艺主要使用的配水器型号为: PS114-46-20-120/30P数字代表含义:114:配水器外径,单位mm 46:工作筒内径,单位mm20:偏孔直径,单位,mm 120: 所承受最高工作温度,单位30:工作压差,单位Mpa2. 工具简介2.工具简介配水器特点配水器特点1. 该偏心配水器主体上端设有一个叉入扶正体的台阶，使其主体与扶正体同轴度好，保证了堵塞器投捞成功率。2. 该偏心配水器20mm偏孔采用滚压技术加工其内孔表面精度高且棱角处采用专用工具加工

15、，保证了堵塞器投捞时不刮密封圈。3. 该偏心配水器上、下接头与工作筒采用焊接结构，工作筒与主体连接丝扣强度高达40T，保证承受管柱井下拉力。2.工具简介 该偏心配水器主要特点是将配水器的进水口改在的底部，使整个偏孔整个上下贯通，如有杂物掉入偏孔，可用工具进行清理，有效延长了工作周期。同时偏孔设计为标准尺寸，可与标准的恒流堵塞器、可调堵塞器以及普通陶瓷水嘴堵塞器配套使用，以实现相应的功能，所以称为“综合偏配”。可可使使用用的的偏偏配配堵堵塞塞器器2. 工具简介 配水器工作原理配水器工作原理: : 注水井正常注水时，堵塞器靠支撑体22mm的台阶作于工作筒主体上，凸轮卡在偏孔上部扩孔部位（此部分作用

16、是堵塞器防飞），堵塞器密封段上，下两组盘根封住偏孔出液孔，注入水即可经过过滤底堵、水咀、密封段出液孔进入油套环形空间，注入目的层。分配注水量由水咀尺寸大小来控制，如果需要调换水咀，可用投捞器随时更换。2. 工具简介陶瓷水嘴偏心堵塞器陶瓷水嘴偏心堵塞器a、主要组成、主要组成:由投捞头、主体、锁舌、定压弹簧、陶瓷水嘴和滤网导锥等部件组成。b、主要技术参数、主要技术参数:工作压差：35 MPa；流量范围：5100m3/d，陶瓷水嘴孔径1.010.5mm,级差0.1mm。C、工作原理：、工作原理：通过在地面更换不同孔径的陶瓷水嘴，达到调整分层水量的目的。2. 工具简介可调式堵塞器：可调式堵塞器： 可调

17、水咀长期放置于井下偏心工作筒中。需要对注水量进行调节时，通过流量直读测调仪的调节臂和可调水咀上部六方旋钮对接，地面控制调节可调水咀的开度大小来实现注水量的增减。 2. 工具简介防返吐单流阀堵塞器防返吐单流阀堵塞器 防返吐单流阀堵塞器主要由凸轮机构、过流体和过流体内的凡尔球、凡尔座等组成。油管停止注水时，高压层压力大于油管内压力，凡尔球在重力和高压层返吐压力的作用下，坐入凡尔座，保证高压层返吐回来的水不会注入低压层。正常注水时，注入水经配水器工作筒的出液孔、堵塞器内的水嘴，顶起钢球后，由堵塞器出液孔进入油层。单流阀堵塞器示意图2. 工具简介新工艺新工艺-同心配水器分注工艺同心配水器分注工艺 该工

18、艺适应于井深、井斜、沾污结垢严重等井况，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，根据分层测压注水管柱的技术特点,结合目前的测试现状,推出了新的水井分层配水技术：同心一体化配水器。该项技术克服了传统偏心测调工艺技术中调配效率低、测调周期长、工作强度大等缺点,能够实现边测边调、分层验封、分层测压,可应用于所有偏心分层注水工艺,能有效提高注水合格率和注水实效性。2. 工具简介新工艺新工艺-同心配水器分注工艺同心配水器分注工艺同心一体化配水技术 主要由：同心可调配水器、地面控制器、笔记本电脑、直读验封仪、井下测调仪等组成。KTPS-114同心可调配水器 可调配水器主要由上下接头

19、、护筒、本体、活动水嘴、固定水嘴组可调配水器主要由上下接头、护筒、本体、活动水嘴、固定水嘴组成；通过测调仪带动活动水嘴移动，实现水嘴开度大小的调节。成；通过测调仪带动活动水嘴移动，实现水嘴开度大小的调节。2. 工具简介新工艺新工艺-同心配水器分注工艺同心配水器分注工艺技术指标最大外径最大外径114mm总长度总长度640mm 最小通径最小通径46mm工作温度工作温度-30 +150 工作压力工作压力小于小于60MPa2. 工具简介新工艺新工艺-同心配水器分注工艺同心配水器分注工艺工作原理同心一体化配水工作筒水流出口为两个对称的窄长形出口，内部中心的陶瓷芯体可通过井下测调仪器的调节动作实现上下移动

20、，实现出水口面积大小的可调，从而实现细分精细化注水的目的。全开状态全开状态全关状态全关状态半关状态半关状态2. 工具简介新工艺新工艺-同心配水器分注工艺同心配水器分注工艺技术特点（1）配水工作筒和可调水嘴一体化设计，不在需要进行水嘴投捞工作；（2）新井或者修井施工，减少一次打捞死堵和投放水嘴的工作，施工劳动量和成本低。后期调配工作时不存在打捞和更换水嘴工作，进一步较少生产成本。（3）同心一体化配水器的尺寸短小，仅有0.67米长，可以适应小卡距分层配水需要，卡距小于3米。（4）细长型出水口形状（3.5mm16mm），配合大扭矩低转速进口电机减速机机构（峰值扭矩可达20N.m以上），可以实现高分辨

21、率、高精度注水调节，尤其对低注入量的水井调配优点更大。根据不同注入水量大小，可以配不同规格的陶瓷芯体。2. 工具简介新工艺新工艺-同心配水器分注工艺同心配水器分注工艺（5）同心一体化配水器的出水口部位为氧化锆陶瓷。并且在关死后，同心活动筒下部为”凸”型密封圈密封，可做到45MPa压力完全关死，无渗漏。可以适应原先的封隔器打压座封或者解封、以及反洗井等工艺。（6）螺纹调节部位为密封腔体，内部填充高温黄油，材质为不锈钢，可以起到防结垢、防砂卡、防锈等功能。可适应现场各种复杂井况。（7）同心电动配水器具有较大流通面积的侧向过流通道，测试调配和验封时能够有效保证其它层段正常注水。侧向过流通道横截面积略

22、大于井下测调仪器横截面积。3.分注工艺流程工艺流程简述： 在整个分注过程中，主要程序如下： 接到甲方发放的地质措施 工艺设计领导审核并送至甲方批复接到修井队通知后做好施工前准备现场施工配合（监督）按照设计要求完井送完井通知单至分公司测试班组进行验封和水量测调出合格的验封及测调报告完井总结。3.分注工艺流程3.1工艺设计中应注意事项首先要了解该井井况，包括套管内径，壁厚；油管内径，壁厚；历史修井原因，最后一次修井情况；套管是否变形以及变形点。设计所需基础数据：射孔井段，分注层位，封隔器卡点位置，砂面位置等。设计原则及注意事项：封隔器要求位于夹层中间，并且避开套管节箍位置，存在套漏的必须要加隔漏封

23、隔器。施工步骤要求：主要包括通井，刮套，冲砂洗井，按设计要求限速下放结构，夹层较小(3.5)时需进行校深，然后井口油管施压坐封。完井要求：保证施压过程中地面不渗不漏，压降在10分钟内不得超过0.5MPa。3.分注工艺流程分注施工现场 在接到修井队电话通知以后，我们会准备好井下工具，并以最快的速度赶到施工现场，了解现场情况，主要包括工序施工情况，特别是通井，刮套，冲砂等工序，强烈禁止漏工序。了解该井出砂情况，油管丝扣、腐蚀、结垢情况以及维修原因查明等。然后按照设计要求丈量好每根油管，进行组配管柱。限速下放完毕后，施压正常后完井。 3.分注工艺流程3.2 下井管材和工具的检查（1）油管、短节等各类

24、管材和工具的规格，数量和钢级应满足设计要求，不同钢级和壁厚的管材不能混杂堆放和使用。（2）下井管材应每10根一组整齐排放在油管桥上，距离地面不小于0.3m，管材上严禁堆放重物和人员行走，且油管桥不少于三个支点，保持管材平直，减少测量误差。（3）检查油管和下井工具有无弯曲，腐蚀，裂缝，孔洞，螺纹损坏以及其它异常现象，不合格的油管和工具标上明显记号单独摆放，不准下入井内，对于需要承压的工具必须具有试压合格证。3.分注工艺流程3.2 下井管材和工具的检查（4） 用蒸汽车清洗油管内外泥沙，结蜡，高凝油等粘附物，并保证每根油管都能够过管规，达到使用要求。连接之前应涂抹螺纹密封脂或者丝扣油，保证油管及工具

25、间的密封性能良好。（5）下井工具在外观上为全新产品，合格证与工具钢印号相符，型号与井况相符，严禁存在井况与工具不符的情况发生。（6）配水器内堵塞器在下井前必须检查，保证密封圈和水咀都处于正常的工作状态，检查人员必须做好详细的检查记录。 3.分注工艺流程3.3 丈量管柱（1）使用经检验后标定合格的钢卷尺丈量油管及工具，钢卷尺的有效长度要大于15m。（2）丈量时拉直钢卷尺，防止钢卷尺产生弧度。（3）油管丈量和排放要同时进行，排放好一层，丈量一层，并且按丈量顺序编号，做好记录。（4）丈量油管时不得少于三人，反复丈量三次，管柱累计长度误差不大于0.02%（0.2m/1000）。（5）丈量油管时，钢卷尺

26、的零点位于节箍上端面，另一端对准油管螺纹根部，读出油管单根长度，做好记录。（6）现场工作中必须统一工具长度，包括上缸体和下缸体长度，对于特殊工具，如支柱式或者外径为110的工具等必须注明并精确丈量，做好记录。 3.分注工艺流程组配管柱 组配管柱是指按照施工设计给出的下井管柱的规范，下井工具的数量和顺序，各工具的下入深度等参数，在地面丈量，计算，组配的过程。各种不同的下井管柱都要在地面预先组配好，并严格按照下井顺序编号，在油管桥上摆放整齐，按顺序下入。井下作业管柱的正确组配，是保证分注工作顺利进行的前提。管柱长度计算：油补距+油管头长度+油管柱长度+井下工具长度封隔器卡点位置：油补距+油管头长度

27、+油管柱长度+封隔器上部的长度现场管柱组配图：3.分注工艺流程3.4 组配管柱的方法（1）按管柱丈量要求，准确丈量油管和下井工具的长度，并记录整理在油管记录上。（2）按照管柱设计图，自上而下计算出各工具间需要油管长度（不包括井下工具长度）。（3）根据各工具间需要油管长度，选择需要的油管根数和需加的调配短节。（4）根据调配好的油管和应加短节，重新计算下井工具的实际深度，验证是否达到设计要求，如果不符，应重新调配。（5）现场数出下井油管根数，并将下井工具及短节在各自位置接好。3.分注工艺流程3.5 组配管柱的要求(1) 按设计要求选择合适的工具和管材，满足施工需要，下油管所携带的工具同样必须在地面上进行详细检查，丈量长度和规范，并填写记录。(2) 任何下井管柱，工具的深度都是从钻井方补心算起。(3) 每次组配管柱都必须进行丈量，复查，并填写油管记录，画出管柱结构示意图，注明各种下井工具的名称，规范，型号及下井深度，严禁一口井只丈量油管一次，只有一趟油管记录。3.分注工艺流程3.5 组配管柱的要求 (4) 如管柱中有封隔器，封隔器卡点应选择在套管光滑部位，避开套管节箍和射