免投捞式空心配水器的研制与应用

1、免投捞式空心配水器的研制与应用摘要：目前胜利油田轨道式空心配水器年用量在800套以上。这种 配水器在现场应用过程中，由于井脏、负压等原因，经常出现换向 不灵、无法正常注水，以至最后起出管柱重新作业等问题，增加了 作业成本，延长了作业占井时间。通过分析，认为造成这种现象的 主要原因是机械结构在井下工作可靠性较差。将机械控制式结构改 为液压控制式结构，利用坐封过程中控制活塞暂时不越过注水孔， 泄压后弹簧的弹力将注水活塞自动推到注水状态的设计思路，研制 成功了免投捞式zkp型空心配水器，封隔器坐封过程中不用投捞死 芯子，简化了压缩封隔器管柱完井施工工序，降低了作业成本，提 高了作业效率和质量。到目前

2、为止，现场共应用354井次，一次作 业成功率98. 7%,注水层段合格率87. 2%。关键词：空心配水器；注水井；芯子；免投捞注水开发是国内油田提高原油采收率的主要方式。由于油层各 层系的非均质性以及层间差异，只有采取分层注水方式才能有效提 高注水效率和油田采收率。配水器就是利用节流原理调节层间矛盾, 实现各层的配水作用，是分层注水管柱中的关键设备，空心配水器 的发展经历了 3个主要阶段：固定式、活动式和轨道控制式zjk型。 固定式配水器已基本被淘汰，活动式配水器与¥341型封隔器配套使 用时，需携带死芯子下井，封隔器坐封后，捞出死芯子，投入带水 嘴的配水芯子，转入正常注水，作业工艺

3、比较复杂。zjk型配水器采 用了轨道换向机构，坐封时处于关闭状态，封隔器坐封完成后注水 通道才能打开，因此可直接携带所需水嘴下井。坐封后自动换向， 转入正常注水，减少了投捞死芯子的作业工序。由于井筒处理不彻 底，井内杂质较多以及地层亏空现象严重，zjk型配水器经过几年的 现场应用，也发现了一些问题：(1) 由于各种原因，zjk型配水器有时在井下轨道换向不灵活；、(2) 由于其外径较大，不适宜在缩径井中应用；(3) 配水器芯子密封件在投捞过程中经常脱落，造成再次投送芯 子不到位，调配不成功。为此研制出zkp型配水器替代zjk型配水器，较好地满足了现场需要，提高了作业效率，同时对注水芯子密封结构进

4、行改进，提高了投捞成功率和配水可靠性。1、结构组成zkp配水器主要由上接头、调节环、垫环、压簧、中心管、阀体、阀套、控制活塞、挡环、下接头、密封圈及芯子总 成等零部件组成，见图1。芯子总成由上压帽、下压帽、中心管、压 环及连体密封圈组成，见图2。1-上接头；2调节环；3 垫环；4 一压簧；5中心管；6 阀体；7 阀套；8控制活塞；9 一挡环:10 一下接头 图1zkp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压帽连体密封圈中心管压环上压帽图2芯子总成结构下至设计位置。封隔器坐封时, 从油管内加液压，液压通过下接头上的传压孔作用到控制活塞上， 当压力达到一定值时，剪钉剪断，控制

5、活塞下行。同时液压通过配 水器中心管上的注水孔作用在阀套上，其有上行的趋势，但在限位 台阶作用下保持不动，在密封圈作用下配水器仍保持密封，从而保 证整个管柱的密封性，封隔器坐封完成后，卸掉油管压力，阀体与 阀套在压缩弹簧作用下下行（无负压情况下），注水孔与注水通道连 通。再次油管加压，压力推动阀体，压缩弹簧上行，实现注水。至 此，整个管柱坐封注水一次完成。注水过程中，因测试、反洗井等 原因停注时，阀体在弹簧力作用下下行，与阀套形成密封，防止层 间串通。3技术参数及特点 3. 1技术参数配水器钢体最大外径100mm,总长度621mm,控制活塞动作压 力7mpa,开启压差0. 9mpa,最大工作压

6、差35mpa,工作温度w 160qc,两端联接螺纹073mmtbgo芯子通径见表1。表1zkp配水 器芯子通径3. 2技术特点3. 21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

7、。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上，完 全限制了密封胶圈的自由动作，不但较好地防止了密封圈的脱落， 而且其过盈量可以根据需要进行调节，确保了水嘴控制注水量的可 靠性。配水芯子结构改进后，完全解决了芯子胶圈脱落问题，提高 了投捞测试成功率。其结构对比见图3。图3改进前后配水芯子结构 对比图4现场应用zkp配水器研制成功以后，共进行了 354 口井的现场试验，不 用投捞死芯子实现了封隔器的一次坐封，坐封完成后直接转入正常 注水，一次完井成功率98. 7%,配注合格率87. 2%,取得了较好 的现场应用效果。下面结合具体井例，介绍一下操

8、作工艺及注意事 项。以l13-7井为例，完井管柱如图4所示。配水器与封隔器及其 他工具一起按设计下井，由于该井液面较深，也就是存在负压，坐 封前首先反洗井，油套连通及压力平衡后，连接管线用泵车从油管 加氐封隔器坐封完成后，卸掉油管压力，35min后再一次从油管 加压试注，试注合格，完井顺利。最后用流程试注，压力5mpa,流 量96m/d,满足配注要求。注水层注水层图4l137井完井管柱图但有些注水井可能一次 试注不进，遇到这种情况需要再次进行反洗井操作，使油套压力平 衡，配水器弹簧释放，连通注水通道，实现注水。配水器改进后与 原有测试调配工艺完全配套，不会增加额外成本及工作量。配水芯 子现场共

9、应用80余井次，在投捞测试过程中，从打捞上來的配水芯 子看，胶圈没有一件脱落，配水芯子胶圈防脱率达到了 100%,保证 了调配顺利进行，实现了有效分层注水。5结论及建议通过现场应用，zkp配水器在23层分注井以及卡封井中显示 出较大的应用优势，配水器结构简单，工作性能可靠；密封件防脱 结构设计，有效提高了分层配水可靠性，提高了测试投捞成功率； 一次完井成功率高，降低了作业劳动强度，节约了作业成本。但通 过现场应用实践发现，zkp型配水器还存在以下不足，需要进一步 攻关研究。(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

10、孔的问题。(2) 需要解决负压情况下配水器打开难度大的问题。(3) 由于受到内径限制，空心配水器分注层数一般为3层，在精 细多层分注井中应用受到限制。(4) 调配时需要逐级进行，投捞工艺繁琐，今后要开展快速测调技术 研究，提高调配效率。文-汉语汉字编辑词条文，wen,从玄从爻。天地万物的信息产生出来的现象、纹路、轨迹，描绘出了阴阳二气在事物 中的运行轨迹和原理。故文即为符。上古之时，符文一体。古者伏羲氏之王天下也，始画八卦，造书契，以代结绳（爻）之政，由是文籍生焉。-尚书序依类象形，故谓之文。其后形声相益，即谓之字。-说文序仓颉造书，形立谓之文，声具谓之字。-古今通论（1）象形。甲骨文此字象纹

11、理纵横交错形。”文“是汉字的一个部首。本义:花纹;纹理。（2）同本义figure;veins文，英语念为:text, article等，从字面意思上就可以理解为文章、文字，与古今中外的各个文学著 作中出现的各种文字字形密不可分。古有甲骨文、金文、小篆等，今有宋体、楷体等，都在这一 方而突出了”文”的重要性。古今屮外，人们对于”文”都有自己不同的认知，从大的方面来讲，它 可以用于表示一个民族的文化历史，从小的方面来说它可用于用于表示单独的一个”文”字，可用 于表示一段话，也可用于人物的姓氏。折叠编辑本段基本字义1. 事物错综所造成的纹理或形彖：灿若锦。2. 刺画花纹：身。3. 记录语言的符号：字

12、。盲。以害辞。4. 用文字记下来以及与之有关的：凭。艺。体。典。苑。献（指有历史价值和参考 价值的图书资料）。采（a.文辞、文艺方面的才华；b.错杂艳丽的色彩）。5. 人类劳动成果的总结：化。物。6. 自然界的某些现彖：天。水。7. 旧时指礼节仪式：虚。繁缱节（过多的礼节仪式）。8. 文华辞采，与“质”、“情”相对：质彬彬。9. 温和：火。静。雅。10. 指非军事的：职。治武功（指礼乐教化和军事功绩）。11指以古汉语为基础的书面语：552言。白间杂。12.专指社会科学：科。13掩饰：过饰非。14. 量词，指旧时小铜钱：一不名。15. 姓。16. 皇帝谥号，经纬天地曰文；道徳博闻曰文；慈惠爱民曰

13、文；愍民惠礼曰文；赐民爵位曰文； 勤学好问曰文；博闻多见曰文；忠信接礼曰文；能定典礼曰文；经邦定誉曰文；敏而好学曰文； 施而中礼口文；修德来远口文；刚柔相济口文；修治班制口文；德美才秀口文；万邦为宪、帝德 运广曰文；坚强不暴曰文；徽柔懿恭曰文；圣谟丕显曰文；化成天下曰文；纯穆不已曰文；克嗣 徽音曰文；敬直慈惠曰文；与贤同升曰文；绍修圣绪曰文；声教四讫曰文。如汉文帝。折叠编辑本段字源字形字源演变与字形比较折亞编辑本段详细字义名1. 右图是“文”字的甲骨文图片，资料来源：徐无闻主编：甲金篆隶大字典，四川辞书出版社。1991年 7月第一版。“文”字的甲骨文字绘画的像一个正面的“大人”，寓意“大象有形

14、”、“象形”；特别放大了胸部, 并在胸部画了 “心”，含义是“外界客体在心里面的整体影像、整体写真、整体素描、整体速写”。 许慎说文解字把“文”解释为“错画也”，意思是“对事物形象进行整体素描，笔画交错，相 联相络，不可解构”，这与他说的独体为文、合体为字的话的意思是一致的。“说文解字”这个书 名就表示了 “文”只能“说”，而“字”则可“解”的意思。“文”是客观事物外在形象的速写， 是人类进一步了解事物内在性质的基础，所以它是“字”的父母，“字”是“文”的孩子。“文” 生“字”举例（以“哲”为例）：先对人手摩画，其文为“手”；又对斧子摩画，其文为“斤”。以 手、斤为父母，结合、生子，其子就是“

15、折”（手和斤各代表父母的基因）。这个“折”就是许慎 所谓的“字”。“字”从宀从子，“宀”表示“独立的房子”，子在其屮，有“自立门户”的意思。 故“字”还能与“文”或其他“字”结合，生出新“字”来。在本例，作为字的“折”与作为文 的“口”结合，就生出了新的字“哲”。2.同本义 figure;veins文，错画也。象交文。今字作纹。一一东汉许慎说文 五章以奉五色。一一春秋左丘明左传昭公二十五年。注：“青与赤谓之文，赤与白谓之章, 白与黑谓之鋪，黑与青谓之嵌。”美于io甫文章。一一荀子非相茵席雕文。一一韩非子十过织文鸟章，白筛央央。一一诗小雅六月斑文小鱼。一一明刘基诚意伯刘文成公文集2. 又如：文驾

16、（彩车）；文斑（杂色的斑纹）；文潇（有文彩的旗帜）；文绣（绣有彩色花纹的丝 织品；刺花图案）；文织（有彩色花纹的丝织品）；文鳞（鱼鳞形花纹）。3. 字，文字（“文”，在先秦吋期就有文字的意思，“字”，到了秦朝才有此意。分别讲，“文”指 独体字；“字”指合体字。笼统地说，都泛指文字。）icharacterj饰以篆文。一一南朝宋范晔后汉书张衡传分文析字。一一东汉班固汉书刘歆传夫文，止戈为武。一一左传宣公十二年距洞数百步，有碑仆道，其文漫灭。一一王安石游褒禅山记文曰“天启壬戌秋日”。一一明魏学j伊核舟记文曰“初平山尺”。4. 又如：甲骨文；金文；汉文；英文；文迹（文字所记载的事迹）；文书爻（有关文字

17、、文凭之 类的卦象）；文异（文字相异）；文轨（文字和车轨）；文狱（文字狱）；文钱（钱。因钱有文字， 故称）；文状（字据，军令状）；文引（通行证；路凭）；文定（定婚）。5. 文章（遣造的词句叫做“文”，结构段落叫做"章”。）literary composition故说诗者不以文害辞。一一孟子万章上好古文。一一唐韩愈师说 属予作文以记之。一一宋范仲淹岳阳楼记能述以文。一一宋欧阳修醉翁亭记 摘其诗文。一一清纪旳阅微草堂笔记6. 又如：文价（文章的声誉）；文魔（书呆子）；文会（旧时读书人为了准备应试，在一起写文章、 互相观摩的集会）；文移（旧时官府文书的代称）；文雄（攢长写文章的大作家）；文

18、意（文章的旨 趣）；文义（文章的义理）；文情（文章的词句和情思）；本文（所指的这篇文章）；作文（写文章; 学习练习所写的文章）；文魁（文章魁首）：文价（文章的声价）；文什（文章与诗篇）。7. 美德；文德vinue圣云继之神，神乃用文治。一一杜牧感怀诗一首8. 又如：文丈（对才高德韶的老者的敬称）；文母（文德之母）；文武（文德与武功）；文命（文 德教命）；文惠（文德恩惠）；文德（写文章的道德）；文薄（谓文德浅薄）；文昭（文德昭著）。9. 文才;才华。亦谓有文才,有才华literary talent而文釆不表于后世也。一一汉司马迁报任安书10. 又如：文业（才学）；文英（文才出众的人）；文采风流（

19、横溢的才华与潇洒的风度）；文郎（有 才华的青少年）；文彦（有文才徳行的人）；文通残锦（比喻剩下不多的才华）。11. 文献，经典；韵文document;classics;verse儒以文乱法。一一韩非子五蠹言必遵修旧文而不穿凿。一一说文解字叙12. 辞词句。亦指文字记载writings;recordb如：文几（旧时书信中开头常用的套语。意为将书 信呈献于儿前）；文倒（文句颠倒）；文过其实（文辞浮夸，不切实际）；文义（文辞）；文辞（言 词动听的辞令）；文绣（辞藻华丽）。13. 自然界的某些现象natural phenomenon经纬天地曰文。一一左传昭公二十八年14. 又如：天文；地文；水文；文象

20、（日月星辰变化的迹象）；文曜（指口月星辰；文星）；文昌 （星座名）。15. 文治；文事；文职。与“武"相对。achievements in culture and education； civilian post文能取胜。史记平原君虞卿列传文不能取胜。文武并用。一一唐魏征谏太宗十思疏精神折冲于千里，文武为宪于万邦。一一明袁可立晋秩兵部右侍郎诰17又如：文臣，文吏（文职官吏）；文席（教书先生的几席）；文品（文官的品阶）；文帅（文职 官员出任或兼领统帅）；文烈（文治显赫）；文员（文职吏员）；文阶（文职官阶）；文道（文治之 道）；文业（文事）；文僚（文职官吏）。18. 法令条文articl

21、es of decree而刀笔吏专深文巧诋，陷人于罪。一一史记汲黯列传19. 又如：文劾（根据律令弹劾）；文法吏（通晓法令、执法严峻的官吏）；文丈（规矩；制度）； 文移（官府文书）；文胡（布告；文告）；文宪（礼法；法制）。20. 文言。古代散文文体之一；别于白话的古汉语书面语literary language如：半文半白；文 语；文白（文言文和白话文）。21. 文教；礼节仪式rrites则修文徳。一一论语季氏22. 又如：文丈（崇尚礼文仪节）；文俗（拘守礼法而安于习俗）；文致（指礼乐）；文貌（礼文仪节）； 文绪（文教礼乐之事）；文仪（礼节仪式）23. 指表现形式;夕卜表form;appearance0如:文服（表面服从）;文榜（告示、布告之类）;文诰（诰 令）24. 指鼓乐，泛指曲调music;lune。如：文曲（指乐曲）；文始（舞乐名）25. 谥号,谥法：勤学好问叫文study deligently何以谓之文。一一论语是以谓之文。26. 姓动1. 在肌肤上刺画花纹或图案tatto （the skin）文绣有恒。一一礼记月令2. 又如：文笔匠（在人身上刺花的艺人）；文身断发（古代荆楚、南越一带的习俗。身刺花纹，截短 头发，