长寿命分层注水管柱

注水层位 空心配水器
封 隔 器
注水层位
空心配水器
循环凡尔 筛管
丝堵
人工井底
2.油管和工具腐蚀结垢严重 油管和工具腐蚀结垢严重
腐蚀
1. 普通油管、修复管抗腐蚀性能较 普通油管、 防腐涂料油管涂层脱落， 差，防腐涂料油管涂层脱落，镍 磷镀油管钳夹持处破损。 磷镀油管钳夹持处破损。 2. 水质不达标、腐蚀严重。 水质不达标、腐蚀严重。 油管漏失、强度下降。 油管漏失、强度下降。
④封隔器系列化
即封隔器外径尺寸尽量增多，使之与套管内径 即封隔器外径尺寸尽量增多， 相适应， 相适应，任何尺寸的套管都有与之相适应的封隔器 规格可供选择。如：对于51/2″套管，根据套管壁 对于5 套管， 规格可供选择。 厚的不同其封隔器外径就有110mm、 112 mm、 115 厚的不同其封隔器外径就有 110mm 、 mm 、 110mm mm、 mm、 mm等一系列尺寸规格可供选择 等一系列尺寸规格可供选择， mm、118 mm、121 mm等一系列尺寸规格可供选择， 从而减小了封隔器密封间隙，有效提高密封压力。 从而减小了封隔器密封间隙，有效提高密封压力。
（3）研制了性能可靠的ZJK配水器 研制了性能可靠的ZJK配水器 ZJK ZJK配水器的设计依据主要是注水工艺要求及液压 ZJK配水器的设计依据主要是注水工艺要求及液压 传动和机械控制的原理， 传动和机械控制的原理，使其在不同的工作状态下 具有不同的性能。 具有不同的性能。即：管柱下井和封隔器坐封时密 封稳定，保证管柱顺利下井和封隔器坐封； 封稳定，保证管柱顺利下井和封隔器坐封；注水时 能顺利开启；停注和洗井时能完全关闭； 能顺利开启；停注和洗井时能完全关闭；测试和投 捞调配时方便可靠。从而保证注水工艺管柱在各种 捞调配时方便可靠。 状态时能正常工作。结构原理见下图。 状态时能正常工作。结构原理见下图。
封 隔 器
管柱的支撑点：悬挂于井口， 管柱的支撑点：悬挂于井口，没有锚 定机构。 定机构。 注水井工作状态改变（注水、洗井、 注水井工作状态改变（注水、洗井、 关井等状态之间的相互转换） 关井等状态之间的相互转换）往往会 导致温度和压力变化， 导致温度和压力变化，导致管柱伸长 或缩短。 或缩短。 理论计算表明， 1000m（钢级N80） 理论计算表明，每1000m（钢级N80） N80 油管温变20℃ 20℃时的伸缩量约有 27/8 油管温变20℃时的伸缩量约有 0.312m。 0.312m。
从油管内下入测试仪器， 从油管内下入测试仪器，即可进行逐级 测试。调配时，下入打捞工具将原配水 测试。调配时， 芯子捞出，调配好水嘴后， 芯子捞出，调配好水嘴后，重新投入即 可。
2.工作原理 E.解封
管柱需要解封时，油管泄压后直接上提 管柱需要解封时， 管柱，释放封隔器内部的锁紧机构，即 管柱，释放封隔器内部的锁紧机构， 可实现管柱解封，顺利起出井下管柱。 可实现管柱解封，顺利起出井下管柱。
锚定补偿式分层注水管柱 1.管柱结构
锚定补偿式分层注水管柱主要 由补偿器、水力锚、Y341型封 隔器、ZJK配水器、支撑卡瓦、 底球、筛管和丝堵等工具组成， 管柱结构见图。根据现场实际 情况，锚定补偿式分层注水管 柱分为套管保护和无套管保护 两种形式，套管保护的管柱结 构就是在无套管保护的管柱的 最上一级配水器和水力锚之间 加上一级保护套管封隔器。
目前国内大多油田的多层系油藏普遍采用分 层注水的开发方式， 层注水的开发方式，分层注水工艺管柱主要采用 60~70年代研究开发的常规分层注水工艺技术 ， 年代研究开发的常规分层注水工艺技术， 年代研究开发的常规分层注水工艺技术 这些管柱结构设计和工具可靠性能较低， 这些管柱结构设计和工具可靠性能较低，分层不 管柱有效期短，作业频繁， 清、管柱有效期短，作业频繁，不仅降低了注水 开发的效果，还大大增加了生产开发成本。 开发的效果，还大大增加了生产开发成本。针对 常规注水管柱存在的主要问题， 常规注水管柱存在的主要问题，我们研制成功了 锚定补偿式分层注水管柱及配套工艺技术。 锚定补偿式分层注水管柱及配套工艺技术。
3、封隔器方面 、
40%
1.管柱结构不合理 管柱结构不合理 2.封隔器结构和原理问题 封隔器结构和原理问题 3.封隔器胶皮质量问题 封隔器胶皮质量问题 耐温性能、抗老化性能差
K344封隔器易 层间串通； Y341封隔器洗 井通道太小； 上提解封封隔 器易自动解封； 下放解封封隔 器解封不彻底。
配 水 器 损 坏
长寿命分层注水管柱及配套工艺技术
一.常规注水管柱应用及性能分析 常规注水管柱应用及性能分析 二.长寿命分层注水管柱及配套工艺技术 长寿命分层注水管柱及配套工艺技术 三.现场应用与效果 现场应用与效果 四.结束语 结束语
常规管柱结构特点性能分析
常规分层注水管柱图
1.管柱结构问题
注水层位 空心配水器
Y341注水封隔器护罩 Y341注水封隔器护罩
②封隔器胶筒材料进行了优化选择。 封隔器胶筒材料进行了优化选择 对高温井选择了新型密封材料氰化丁腈橡胶， 对高温井选择了新型密封材料氰化丁腈橡胶，有效 提高了封隔件抗老化性能，提高了其工作可靠性。 提高了封隔件抗老化性能，提高了其工作可靠性。 有效提高密封压力。 有效提高密封压力。 ③ 选择了合理的密封件几何参数以及与之相关的 座封力、压缩距。 座封力、压缩距。 对密封胶筒一改中胶筒密封的传统， 对密封胶筒一改中胶筒密封的传统，采用双胶筒密 提高了密封压力。 封，提高了密封压力。经过试验对坐封力实现了优 采用了双活塞坐封，确定了其相应的坐封力， 化，采用了双活塞坐封，确定了其相应的坐封力， 提高了其工作可靠性。 提高了其工作可靠性。
2.工作原理 工作原理
B.注水 B.注水 水力锚在液压作用下张开，锚定油管， 水力锚在液压作用下张开，锚定油管，同时 ZJK配水器的活塞在注水压力作用下沿长轨道 配水器的活塞在注水压力作用下沿长轨道 上移，打开注水通道，实现注水。补偿器处于 上移，打开注水通道，实现注水。 自由伸缩状态， 自由伸缩状态，能够补偿管柱蠕动引起的长度 变化，保证了封隔器位置固定不动， 变化，保证了封隔器位置固定不动，从而改善 了封隔器的受力条件， 了封隔器的受力条件，提高封隔器及管柱的工 作寿命。 作寿命。
长寿命分层注水管柱及配套工艺技术
一.常规注水管柱应用及性能分析 常规注水管柱应用及性能分析 二.长寿命分层注水管柱及配套工艺技术 长寿命分层注水管柱及配套工艺技术 三.现场情况 现场情况 四.结束语 结束语
长寿命分层注水管柱及配套工艺技术
锚定补偿式分层注水管柱 一.锚定补偿式分层注水管柱 锚定补偿式 二.液力助捞测试配套工艺 液力助捞测试配套工艺 高压井口注水防喷器 液力助捞器 电磁流量计测试工艺
3.技术创新与改进
（1）优化了分层注水管柱结构 管柱结构中采用了水力锚和支撑卡瓦，通过对 管柱的上部锚定和下部支撑，能有效克服管柱的蠕 动，提高封隔器等配套工具的使用安全性；水力锚 和水力卡瓦均设计为低压启动，能有效减少压力效 应对管柱的影响。同时管柱上部设置了补偿器，能 补偿管柱温度和压力效应下的伸缩，改善管柱的受 力条件，缓解了管柱的螺旋效应和弯曲效应，避免 了封隔器随管柱的上下蠕动，提高了封隔器的使用 寿命。
2.工作原理 A.封隔器坐封
将分层注水管柱下到设计井深后， 将分层注水管柱下到设计井深后，从油管内 打入高压液体， 打入高压液体，水力锚和水力卡瓦在液压的作 用下撑开， 用下撑开，整个注水管柱被下端的水力卡瓦和 上部的水力锚支撑锚定。同时各级Y341封隔 上部的水力锚支撑锚定。同时各级 封隔 器在液压作用下同步完成坐封和锁紧。 器在液压作用下同步完成坐封和锁紧。ZJK配 配 水器的活塞在液压作用下进入短轨道的上死点， 水器的活塞在液压作用下进入短轨道的上死点， 坐封完毕后，油管泄压，此时， 坐封完毕后，油管泄压，此时，封隔器仍然保 持密封状态， 持密封状态，ZJK配水器的活塞在弹簧力的作 配水器的活塞在弹簧力的作 用下沿轨道转向，进入注水轨道。 用下沿轨道转向，进入注水轨道。
长寿命分层注水管柱及配套工艺技术
注水是保持地层能量、 注水是保持地层能量、 提高采收率的重 要手段。 要手段。 而分层注水能有效防止注入水 的单层突进现象，可减少层间矛盾， 提 的单层突进现象 ， 可减少层间矛盾， 高波及系数和水驱采收率。 高波及系数和水驱采收率 。分层注水管 柱是分层注水的井下通道， 柱是分层注水的井下通道 ，其性能好坏 直接影响注水开发效率。 直接影响注水开发效率。
空 心 活 动 配 水 器
配水嘴受水量影响较大，刺坏严重。 配水嘴受水量影响较大，刺坏严重。 芯子胶圈易脱落起不到密封作用。 芯子胶圈易脱落起不到密封作用。 定压弹簧断裂时有发生。 定压弹簧断裂时有发生。 节流阀被高速水流冲出沟槽。 节流阀被高速水流冲出沟槽。 结垢和腐蚀使得不能正常测试和调配
偏 堵塞器捞不出、投不进， 心 • 堵塞器捞不出、投不进，其主要原因 配 是腐蚀、结垢所造成的。 是腐蚀、结垢所造成的。 水 器
辛17-21井油管的腐蚀情况
胜采3-3-6井3年油管及丝扣腐蚀照片
临盘的P1-46井油管内径变为 井油管内径变为28mm。L13-24井下管柱 临盘的 井油管内径变为 。 井下管柱 三年，起出管柱后在1000m以下有 以下有300多个圆洞，最大 多个圆洞， 三年，起出管柱后在 以下有 多个圆洞 孔径40mm。 孔径 。
ZJK配水器在整体设计上具有以下特点： 配水器在整体设计上具有以下特点： 配水器在整体设计上具有以下特点
①中心管上设计了轨道控制销钉的活动规律，满足了封隔器 中心管上设计了轨道控制销钉的活动规律， 坐封及直接检查管柱密封需要， 坐封及直接检查管柱密封需要，不需要投捞死芯子可直接注 简化了施工工艺， 水，简化了施工工艺，较好地解决了水力压缩式封隔器多级 使用的问题。 使用的问题。 配水器设计了新式的过孔盘根， ②ZJK配水器设计了新式的过孔盘根，停注时关闭配水器， 配水器设计了新式的过孔盘根 停注时关闭配水器， 较好地解决了洗井时洗井液经配水器进入油管的问题， 较好地解决了洗井时洗井液经配水器进入油管的问题，保证 了洗井彻底和停注时的层串问题。 了洗井彻底和停注时的层串问题。 ③ZJK配水器设计了安全销钉，在下井过程中，如油管压力 配水器设计了安全销钉，在下井过程中， 配水器设计了安全销钉 发生变化，控制机构不动作，保证了其工作的可靠性。 发生变化，控制机构不动作，保证了其工作的可靠性。 配水器所有零件的表面都采用了镍磷镀防腐处理，提 配水器所有零件的表面都采用了镍磷镀防腐处理 高了其可靠性和灵活性。 高了其可靠性和灵活性。