李傳峰（大慶油田有限責(zé)任公司某采油廠作業(yè)大隊，黑龍江 大慶 163000）

注水井防遇阻同心投撈開關(guān)的研制與應(yīng)用

李傳峰（大慶油田有限責(zé)任公司某采油廠作業(yè)大隊，黑龍江 大慶 163000）

注水井新井投產(chǎn)時均面臨新投井測試遇阻問題，主要原因是封隔器釋放后，防進油球座失去防進油功能，大量原油進入油管后測試過程中使投撈器在下放時遇阻。為進一步提高水井測試成功率，研制了同心開關(guān)。經(jīng)現(xiàn)場應(yīng)用達到了設(shè)計要求,同心開關(guān)上接頭投有堵塞器在測試前處于關(guān)閉狀態(tài)，在測試后撈出堵塞器，恢復(fù)同心開關(guān)的球與座功能，有效解決了新投產(chǎn)注水井封隔器釋放后管柱底部返油測試遇阻問題。

測試遇阻；同心開關(guān)；應(yīng)用效果

大慶油田某廠每年注水井新井投產(chǎn)時均面臨新投井測試遇阻問題，2008年新井投產(chǎn)206口，其中測試遇阻58口，占總數(shù)的28.1%，主要原因是分層注水管柱封隔器釋放后，防進油球座轉(zhuǎn)為具有單向流動功能的球與座，油套環(huán)空液體可以進入油管，大量原油進入油管后在測試過程中使投撈器在下放時遇阻，降低了投撈測試效率。需要研究一種新型水井井下防遇阻工具，解決井底返油造成的測試遇阻問題，為此研制了同心開關(guān)。

1 結(jié)構(gòu)組成

同心開關(guān)主要由中心堵塞器、上接頭、工作筒、擋球板、球與座、下接頭等6部分組成（如圖1）。上接頭、工作筒和下接頭采用絲扣連接，工作筒內(nèi)裝有球與座，堵塞器與上接頭密封腔采用凸輪防動機構(gòu)鎖定和四道密封圈密封連接成為一體。

1、中心堵塞器2、上接頭3、擋球板4、球與座5、下接頭6、工作筒等6部分組成。

2 工作原理及技術(shù)參數(shù)

2.1 工作原理

中心堵塞器打撈頭采用測試打撈頭結(jié)構(gòu)，可利用測試投撈工具進行投撈作業(yè)，在下完井管柱時同心開關(guān)主體密封腔內(nèi)預(yù)置堵塞器，防止下井后原油進入油管，正常生產(chǎn)之前下投撈工具將堵塞器拔出，同心開關(guān)變成一向上單向開啟的球座，不影響洗井，當(dāng)需要封堵油管時，可再利用投撈工具將堵塞器送入密封腔內(nèi)。其主要功能是水井投產(chǎn)過程中在封隔器釋放后，配水器堵塞器投撈前在油管底部處于關(guān)閉狀態(tài)，防止井筒內(nèi)油水進入油管，保持油管內(nèi)腔水質(zhì)清潔程度，防止測試投撈遇阻。

2.1.1 中心堵塞器

中心堵塞器由打撈頭、頂桿、彈簧、支撐座、凸輪機構(gòu)、密封段組成[1]。其中凸輪機構(gòu)由卡鉤，扭簧、固定軸組成[2]。堵塞器可使用投撈工具投入和撈出同心開關(guān)的上街頭。

2.1.2 上接頭

上接頭由引鞋、卡槽、密封腔、過液孔、密封圈、連接絲扣等做成。上接頭連在工作筒上部，與工作筒采用絲扣和密封圈雙重密封。引鞋能夠?qū)⒍氯饕朊芊馇粌?nèi)，當(dāng)中心堵塞器投入上街頭密封腔內(nèi)后，卡槽卡住凸輪機構(gòu)的卡鉤，堵塞器底部的四道密封圈在過夜孔上下形成兩道密封，將上街頭的過液通道堵死。

2.1.3 擋球板，從工作筒上部裝入，坐在工作筒的內(nèi)臺階上，表面對稱開有四個過液孔，有過夜和擋球功能。

2.1.4 球與座

球與座裝入工作筒中下部，反洗井時球座開啟，注水時關(guān)閉，具有過液和憋壓功能。

2.1.5 下接頭

有上凸起端面，密封圈，本體和連接絲扣組成。與工作筒下絲扣連接，上凸起端面拖住球座，與工作筒采用絲扣和密封圈雙重密封。

2.1.6 工作筒

工作筒兩端帶有連接絲扣，上部帶有內(nèi)扣和外扣，外扣與上部油管相連接，內(nèi)扣與上接頭連接，內(nèi)筒帶有臺階有限位功能。臺階上部裝有擋球板，臺階下部裝有球與座，構(gòu)成同心開關(guān)的主體部分，上部投入堵塞器封住密封腔，形成整個同心開關(guān)。

2.2 主要技術(shù)參數(shù)

（1）同心開關(guān)總長度370mm；最大外徑Φ90mm；

（2）堵塞器上設(shè)計與上接頭工作筒相配合的凸輪防動機構(gòu)和四道密封機構(gòu)，實現(xiàn)堵塞器與主體間固定和防滲漏，堵塞器密封段承壓15MPa不滲不漏；

（3）上下接頭采用絲扣和密封圈雙重密封，承壓20MPa不滲不漏，保證生產(chǎn)過程中注水壓力升高時不刺不漏；

（4）中心堵塞器采用測試打撈頭結(jié)構(gòu)，可利用測試投撈工具進行投撈作業(yè)，堵塞器使用投撈工具可投入和撈出同心開關(guān)的上街頭；

（5）根據(jù)作業(yè)需要進行封堵和打開油套管過油通道；可進行重復(fù)投撈,打開和關(guān)閉之間反復(fù)切換

（6）球與座材質(zhì)為35CrMo合金鋼，其余部件材質(zhì)為45#鋼。

2.3 適用條件

（1）適用于偏心注水管柱新井投產(chǎn)。

（2）適用于測試過程中油管返油的注水井。

3 現(xiàn)場試驗

經(jīng)地面打壓試驗合格后，2009年8月15日，在采油四礦永114-68井進行了現(xiàn)場試驗，管柱下井順利，封隔器釋放合格。該井試驗前返油嚴(yán)重，多次造成測試遇阻問題，在封隔器釋放10天后對堵塞器進行投撈，投撈未發(fā)生返油遇阻問題，同時對同心開關(guān)進行了投撈試驗，開關(guān)投撈順利。同心投撈開關(guān)與單向配水器配合形成防返油管柱，關(guān)閉了底部返油通道，有效解決了新投產(chǎn)注水井封隔器釋放后管柱底部返油問題。

4 現(xiàn)場應(yīng)用

2010年3月同心開關(guān)在某采油廠分層配產(chǎn)注水井推廣使用，至2016年3月同心開關(guān)應(yīng)用口230井，新井投產(chǎn)投撈成功率100%，減少分層測試遇阻洗井作業(yè)井50多口，節(jié)省洗井費用40萬元，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟效益。

5 結(jié)語

（1）有效解決了新投產(chǎn)注水井封隔器釋放后管柱底部返油問題，降低了測試遇阻工作量，提高了投撈測試效率

（2）堵塞器的設(shè)計采用測試打撈頭結(jié)構(gòu)，可及時打開和關(guān)閉過油通道，方便測試施工。

（3）同心開關(guān)適用于所有分層下偏心配水器的注水井，在油田注水開發(fā)生產(chǎn)過程中具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

[1]劉玉章，鄭峻德.采油工程技術(shù)進展.北京：石油工業(yè)出版社，2006.4.128-132.

[2]羅俊英,萬仁溥.采油技術(shù)手冊·下冊—3版.北京：石油工業(yè)出版社，2005.3.1570-1571.

李傳峰，2003年畢業(yè)于東北石油大學(xué)石油工程專業(yè)，成人教育，助理工程師，從事井下作業(yè)生產(chǎn)管理工作。