同心测调技术新改

1、陕西博迪昊泰石油科技有限责任公司陕西博迪昊泰石油科技有限责任公司2013 2013 年年 4 4 月月桥式同心分注工艺技术桥式同心分注工艺技术1 1桥式同心项目概况桥式同心项目概况汇报提纲汇报提纲2 2研究成果及创新点研究成果及创新点 3 3现场应用情况现场应用情况4 4定型及技术预期定型及技术预期5 5公司生产保障能力公司生产保障能力桥式同心分层注水工艺技术桥式同心分层注水工艺技术l 桥式同心配水器桥式同心配水器l 桥式同心井下测调仪桥式同心井下测调仪l 桥式同心直读验封仪桥式同心直读验封仪l 桥式同心地面控制器桥式同心地面控制器1 1桥式同心项目概况桥式同心项目概况 一种新型油田分层配水、

2、边测试边调配及直读验封技术。能够实现测调仪器一次下井同时完成各层流量的测试与实时调配工作；能够实现验封工具一次下井同时完成各级封隔器的验封工作。桥式同心分层注水工艺技术桥式同心分层注水工艺技术地面控制器地面控制器数据处理分数据处理分析系统析系统测试绞车测试绞车同心可调同心可调配水器配水器同心测调仪同心测调仪技术路线 测调仪通过单芯电缆给地面控测调仪通过单芯电缆给地面控制系统发送测量数据，同时地面制系统发送测量数据，同时地面控制器通过发送不同的控制命令控制器通过发送不同的控制命令来控制测调仪，测调仪通过其下来控制测调仪，测调仪通过其下端的调节头带动同心配水器的转端的调节头带动同心配水器的转动，从

3、而调节配水器的开度大小，动，从而调节配水器的开度大小，进而对不同层位的流量进行调节进而对不同层位的流量进行调节以达到配注要求。以达到配注要求。2 2研究成果及创新点研究成果及创新点 偏心注水工艺与同心注水工艺对比偏心注水工艺与同心注水工艺对比项目项目桥式偏心注水工艺桥式偏心注水工艺桥式同心注水工艺桥式同心注水工艺封隔器座封封隔器座封需投死水嘴，完成座封后再投需投死水嘴，完成座封后再投可调水嘴可调水嘴无需投捞作业无需投捞作业水嘴对接水嘴对接需依靠仪器导向键，进行导向需依靠仪器导向键，进行导向对接，成功率较低对接，成功率较低无需对接，只需定位，成功率无需对接，只需定位，成功率100%井况井况主要适

4、用于直井，而且井况较主要适用于直井，而且井况较好的少数井好的少数井可适用于直井、斜井、结垢等可适用于直井、斜井、结垢等大多数井大多数井洗井洗井需先捞出可调水嘴，再投死水需先捞出可调水嘴，再投死水嘴，完成洗井后再投可调水嘴嘴，完成洗井后再投可调水嘴无需投捞作业，只需关死配水无需投捞作业，只需关死配水器即可器即可水量调节水量调节水嘴易堵，且易自转造成无法水嘴易堵，且易自转造成无法调节水量大小调节水量大小一体化设计，注水空间大，不一体化设计，注水空间大，不易堵，不会自转且水量大小调易堵，不会自转且水量大小调节顺畅节顺畅价格价格价格较低，每个配水器需配可价格较低，每个配水器需配可调水嘴一个调水嘴一个价

5、格稍贵，但不需配可调水嘴价格稍贵，但不需配可调水嘴1、桥式同心配水器的研制出水口出水口同心活动筒定位爪防转爪调节爪配水器概图配水器概图测调仪与配水器对接后概图测调仪与配水器对接后概图最大外径： 114mm总长度： 640mm内孔最小通径： 46mm工作温度范围： -30 +150工作压力： 60MPa流量范围： 51000m3/d同心配水器技术指标成品图组成构件图l配水器和可调水嘴一体化设计，配水器和可调水嘴一体化设计，无需钢丝投捞作业。无需钢丝投捞作业。l配水器水流出口为大小可调的窄长型，可保证流量调节的高分辨率，配水器水流出口为大小可调的窄长型，可保证流量调节的高分辨率，能满足油田精细化注

6、水要求。能满足油田精细化注水要求。l配水器长度短（配水器长度短（640mm），可适用于小卡距分层注水工艺。），可适用于小卡距分层注水工艺。l测试时，配水器与测调仪为同心对接，与桥式偏心相比，对接成功率测试时，配水器与测调仪为同心对接，与桥式偏心相比，对接成功率高。而且可降低井斜、水质状况对测试调配的影响。高。而且可降低井斜、水质状况对测试调配的影响。l具有较大流通面积的桥式通道，具有较大流通面积的桥式通道，测试调配和验封时能够有效保证其它测试调配和验封时能够有效保证其它层段正常注水。层段正常注水。创新点及优点仪器外径： 42mm仪器长度： 147cm（不含电缆头）流量范围： 0150m3/d适

7、应井斜： 60温度范围： -40 150流量精度： 2%桥式同心测调仪技术指标2、桥式同心测调仪的研制l 流量测量和调节注入量大小可同步进行，能在地面控制器的显示屏流量测量和调节注入量大小可同步进行，能在地面控制器的显示屏上进行可视化同步操作。上进行可视化同步操作。l 桥式同心测调仪和桥式同心配水器在桥式同心测调仪和桥式同心配水器在井下无论是在定位对接还是调井下无论是在定位对接还是调节对接均为同心对接，可适应深井、大斜度井、沾污结垢严重的井的分节对接均为同心对接，可适应深井、大斜度井、沾污结垢严重的井的分层配水需要。层配水需要。l 仪器转速较慢，配合窄长型水流出口，可以适应各种低注入量配注仪器

8、转速较慢，配合窄长型水流出口，可以适应各种低注入量配注的精度要求。的精度要求。创新点及优点仪器外径： 42mm总长度： 1404mm最大工作压力： 100MPa工作温度： -40 +150压力精度： 0.1%座封皮碗承受压差：20MPa3、桥式同心验封仪的研制 桥式同心验封仪为直读验封仪，即电机控制张收式密直读验封仪，即电机控制张收式密封段。增加了磁定位、编码通讯和电机控制三个模块，封段。增加了磁定位、编码通讯和电机控制三个模块，分别实现仪器辅助定位功能、直读验封功能和张收臂坐分别实现仪器辅助定位功能、直读验封功能和张收臂坐解封地面可控功能。解封地面可控功能。技术指标1 1、地面直读、地面直读

9、 地面直读可实时观测验封效果，可减少开关井次数，在吸水系数比较达大的层，甚至不地面直读可实时观测验封效果，可减少开关井次数，在吸水系数比较达大的层，甚至不用开关井动作，可大大提高验封的效率。用开关井动作，可大大提高验封的效率。 2 2、皮碗压缩量可控、皮碗压缩量可控 通过行程开关，可以调整控制皮碗的压缩量，保证皮碗的封隔的可靠性。通过行程开关，可以调整控制皮碗的压缩量，保证皮碗的封隔的可靠性。3 3、定位可靠、定位可靠 磁定位可辅助进行定位，定位臂靠电机控制打开，不会出现机械式密封段的误触发现象。磁定位可辅助进行定位，定位臂靠电机控制打开，不会出现机械式密封段的误触发现象。4 4、座封可靠、座

10、封可靠 行程开关调整精确，确保皮碗每次一致的压缩量。行程开关调整精确，确保皮碗每次一致的压缩量。5 5、解封可靠、解封可靠 首先打开地层和油管的平衡压通道，平衡油管和地层的压力后，通过电机松开橡胶封隔首先打开地层和油管的平衡压通道，平衡油管和地层的压力后，通过电机松开橡胶封隔皮碗，使皮碗可靠解封。皮碗，使皮碗可靠解封。技术优势技术优势4、测调仪地面控制器的研制控制模块信号处理通信模块PC机电缆测调仪地面控制器u控制电机开收定位臂和调节头正负调；u录取井下仪流量、压力、温度和仪器状态等信号；u可以显示测调时的电流和电压大小，能够避免电机超负荷运转，保护井下仪器。 主要功能主要功能5、数据处理及资

11、料解释软件的开发 通过该软件将井下测调仪通过电缆传输上来的信号转化为流量、压力、温度工程数据，并绘 制出曲线，形成报表。主主要要功功能能1、测试时，不用投捞水嘴、测试时，不用投捞水嘴 配水工作筒和可调水嘴一体化设计，与配水工作筒和可调水嘴一体化设计，与桥式偏心相比，不再需要钢丝投捞工作，也就不会出现水嘴投不桥式偏心相比，不再需要钢丝投捞工作，也就不会出现水嘴投不进去，捞不出来的现象；进去，捞不出来的现象；2、实时可视操作、实时可视操作 流量测量和调节水嘴大小同步进行，可在地面控流量测量和调节水嘴大小同步进行，可在地面控制器上进行可视化实时操作。制器上进行可视化实时操作。工艺技术创新点3、井斜适

12、应性强，对接可靠、井斜适应性强，对接可靠 井下测调仪与配水工作筒的定位井下测调仪与配水工作筒的定位对接和水量大小调节对接均为同心对接，与偏心边测边调技术对接和水量大小调节对接均为同心对接，与偏心边测边调技术相比，对接成功率高。相比，对接成功率高。4、同轴传递，调节头扭矩大、同轴传递，调节头扭矩大 结构简单，无万向节，同轴传递结构简单，无万向节，同轴传递扭矩，测调仪输出扭矩大。扭矩，测调仪输出扭矩大。5、桥式过流面积大、桥式过流面积大 具有较大面积的桥式过流通道，测试时可具有较大面积的桥式过流通道，测试时可以很好的解决以很好的解决“层间干扰层间干扰”问题。问题。工艺技术创新点试验进展试验进展 截

13、止截止2012年12月20日，我公司共计供给现场“桥式同心配水器”548个， “桥式同心测调仪”20支， “桥式同心验封仪”6支，协助11个采油厂共计完成分层调测任务210口井，项目施工成功率达到100%，测调成功率达到90%左右。3 3现场应用情况现场应用情况 现场应用表明，项目设计的“桥式同心分注工艺技术”方案可行，仪器下入顺利，对接可靠；同心配水器开关动作灵活顺畅，项目施工成功率达到100%，调配成功率达到90%左右，满足了长庆油田大斜度井、小注入量井、水质较差井的分层注水、分层测试调配的要求。试验结论试验结论 在这近一年的施工及调配工作中，现场也暴露出了一些问题，我单位不断的总结，并及

14、时解决问题。 下面就典型的问题及解决方案加以分析：主要问题解决方案主要问题解决方案主要问题分析1现场问题：其中有现场问题：其中有2口井（采油三厂虎狼峁作业区柳口井（采油三厂虎狼峁作业区柳159-016、柳、柳133-27），）， 下入配水器时，封隔器不能座封，出现漏水现象。下入配水器时，封隔器不能座封，出现漏水现象。原因分析：水嘴下固定套防转键焊接不可靠。原因分析：水嘴下固定套防转键焊接不可靠。解决方案：水嘴固定套下端的两个防转键，由方形改为圆形，焊接工艺改进，解决方案：水嘴固定套下端的两个防转键，由方形改为圆形，焊接工艺改进， 强度更好。强度更好。改进前改进后主要问题分析2现场问题：有现场问

15、题：有9个配水器未打开。个配水器未打开。原因分析：原有密封方式调开时需要扭力偏大，调开后防沙卡结构不够充原因分析：原有密封方式调开时需要扭力偏大，调开后防沙卡结构不够充 分。分。解决方案：（解决方案：（1） 将原有的橡胶密封结构，改为组合密封结构，使调节力将原有的橡胶密封结构，改为组合密封结构，使调节力 量大大减小。量大大减小。 （2） 新颖的防沙卡结构设计，增大了易卡部位的配合间隙，新颖的防沙卡结构设计，增大了易卡部位的配合间隙， 并有大孔径排沙孔，杜绝原有结构流通死区的沙卡与结并有大孔径排沙孔，杜绝原有结构流通死区的沙卡与结 垢。垢。 （3）水嘴采用性能优异的氧化锆陶瓷，耐冲刷，性能稳定。

16、）水嘴采用性能优异的氧化锆陶瓷，耐冲刷，性能稳定。新型组合密封结构新型组合密封结构（1）组合密封结构）组合密封结构组合密封结构图组合密封结构图组合密封结构室内试验设备组合密封结构室内试验设备部分实验数据部分实验数据 针对新组合密封结构，进行了大量的室内试验。压差从零压到35Mpa，斜度从直井到65井斜。考虑到大斜度、大压差对调节力量影响较为明显，以下为65井斜、35Mpa压差时的试验数据，测调仪为思坦公司TPC-300 同心智能配水测调仪。对应老结构调节电流对应老结构调节电流总结：总结： 对比新老结构配水器调节电流，不难发现，老结构调节电流要高于新结构150mA以上，虽然室内试验可以打开关死，

17、但井下情况复杂高温、高压、结垢、腐蚀等，不排除个别出现关死打开困难的情况。 新结构配水器调节电流小，保证了配水器长期关死打开及调配注水量大小的要求。防沙卡、结防沙卡、结垢过流通道垢过流通道3.5mm配合间隙配合间隙（2）防沙、排污结构）防沙、排污结构过流孔过流孔（3）高性能氧化锆陶瓷水嘴）高性能氧化锆陶瓷水嘴氧化锆陶瓷与其它材料性能对比：氧化锆陶瓷与其它材料性能对比： 氧化锆陶瓷集合高硬度、较好的韧性的优点，化学稳定性强，不易开裂，耐冲刷性能强，不易腐蚀结垢。主要问题分析主要问题分析3现场问题：防腐结构要求。现场问题：防腐结构要求。解决方案：活动水嘴及固定水嘴采用耐腐蚀性能优异的解决方案：活动

18、水嘴及固定水嘴采用耐腐蚀性能优异的17-4PH， 使配水器使用可靠性大大增加。使配水器使用可靠性大大增加。 钢体材料采用性能优于钢体材料采用性能优于P110的合金钢材，表面镍磷复的合金钢材，表面镍磷复 合镀层，使配水器可井下可靠使用两年以上。合镀层，使配水器可井下可靠使用两年以上。 17-4PH合金是由铜、铌合金是由铜、铌/钶构成的沉淀、硬化、马氏体不锈钢，具有钶构成的沉淀、硬化、马氏体不锈钢，具有高强度、硬度和抗腐蚀性能，屈服强度可达高强度、硬度和抗腐蚀性能，屈服强度可达1100MPa，抗腐蚀性优于，抗腐蚀性优于其它任何标准的可硬化不锈钢，广泛用于航天涡轮机叶片、核废物桶其它任何标准的可硬化

19、不锈钢，广泛用于航天涡轮机叶片、核废物桶等要求苛刻的场合。等要求苛刻的场合。 镀镍磷广泛用于石油工业中，镀层能耐碱、耐海水及盐液的腐蚀，镀镍磷广泛用于石油工业中，镀层能耐碱、耐海水及盐液的腐蚀，耐有机酸及高温、高压、高速下的石油、水及各种碳氢化合物的腐蚀耐有机酸及高温、高压、高速下的石油、水及各种碳氢化合物的腐蚀。维氏硬度在。维氏硬度在HV1000以上，硬度高，耐磨性好。化学镀镍磷广泛用于以上，硬度高，耐磨性好。化学镀镍磷广泛用于石油管道等工业领域。石油管道等工业领域。 采用以上高性能材料及镀镍磷表面处理的配水器，在长庆油田已使采用以上高性能材料及镀镍磷表面处理的配水器，在长庆油田已使用接近两

20、年，通过对作业井起上的配水器观察，未发现明显的腐蚀破用接近两年，通过对作业井起上的配水器观察，未发现明显的腐蚀破坏现象，证明其优越的耐腐蚀性、可靠性。坏现象，证明其优越的耐腐蚀性、可靠性。主要问题分析主要问题分析4现场问题：现场问题：3口井，测调仪器遇卡。口井，测调仪器遇卡。原因分析：前期生产的仪器，调节头部位中心轴材质硬度不够，原因分析：前期生产的仪器，调节头部位中心轴材质硬度不够， 容易变形，造成仪器卡井，打捞困难。容易变形，造成仪器卡井，打捞困难。解决方案：材质更改为解决方案：材质更改为Inconel 718，增加硬度至，增加硬度至HB290-330，彻底，彻底 解决变形引起的卡井问题。解决变形引起的卡井问题。 Inconel 718材料具有很高的抗拉强度、疲劳强度、抗蠕变强度和断材料具有很高的抗拉强度、疲劳强度、抗蠕变强度和断裂强度裂强度 ，耐腐蚀性强，屈服强度可达，耐腐蚀性强，屈服强度可达1300MPa，不导磁，对测调仪定，不导磁，对测调仪定位磁钢、霍尔等器件无干扰，多应用在航空、液体火箭、核工业等关位磁钢、霍尔等器件无干扰，多应用在航空、液体火箭、核工业等关键件中。键件中。 自从材料更改后，再无出现变形问题。自从材料更改后，再无出现变形