空心配水器带压调配密封器的研制和应用

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(150～200 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, 需提高403 配水配注层段沙二83注水量, 配注水量由50 m3/ 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, 加大两挤压轮直
径, 增加摩擦力。

(2) 挤压轮转动靠人工操作, 装置现场操作现
需人工手摇, 存在着施工时间长和劳动强度大等弊端。

可在井口加装小型电动机, 通过电动机传动带动挤压轮转动。

(本文编辑刘峰)。