空心配水器带压调配密封器的研制和应用

1、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

2、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

3、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

4、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(150200 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,

5、 需提高403 配水配注层段沙二83注水量, 配注水量由50m3/ 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