108橋式配水器的裝配與測(cè)試

高育賓　辛督強(qiáng)　萬(wàn)依丹

摘 要：石油的精細(xì)化開(kāi)采是一大工程難題，為了提高石油的開(kāi)采率，文章設(shè)計(jì)了一種橋式配水器，其核心功能是通過(guò)調(diào)整密封盤的角度，使其在防反轉(zhuǎn)的作用力下，固定在主體的卡槽處，從而實(shí)現(xiàn)108橋式配水器的保壓工作。經(jīng)測(cè)試表明，這種配水器的保壓效果達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，其優(yōu)點(diǎn)是能精細(xì)化分層注水，提高石油的開(kāi)采量。

關(guān)鍵詞：橋式配水器；分層注水；打壓

中圖分類號(hào)：TE357 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）04-0013-02

Abstract： The refined exploitation of petroleum is a big engineering problem. In order to improve the exploitation rate of petroleum， this paper designs a kind of bridge water distributor， whose core function is to adjust the angle of the sealing disk and make it fixed at the slot of the main body under the action of anti-inversion force， thereby realizing the pressure-retaining work of the 108 bridge type water distributor. The test results show that the pressure-retaining effect of this kind of water distributor can meet the design requirements， and its advantage is that it can refine separate layer water injection and increase oil production.

Keywords： bridge water distributor； separate layer water injection； pressure suppression

1 概述

根據(jù)我國(guó)能源現(xiàn)狀，石油仍然是不可缺少的一種能源。如何提高單井開(kāi)采量，是石油開(kāi)采技術(shù)中的一個(gè)重大難題。

108式橋式配水器是解決油田分層注水方式開(kāi)采的不可或缺的測(cè)井儀器，也是保證測(cè)井系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵部件之一。一般的橋式配水器在石油測(cè)井平臺(tái)使用的較多的是偏心配水器，雖然相比過(guò)去有了較大的進(jìn)步，但是對(duì)于地下環(huán)境干擾、油井的深度，油井的傾斜度等因素的影響，偏心配水器在分層注水方面還是存在著較多的不足之處。為此，本文設(shè)計(jì)了一種新型的108橋式配水器，將配水器安裝在管柱的中心處，以彌補(bǔ)偏心配水器的不足之處，從而提高精細(xì)化分層注水和石油的單井開(kāi)采率。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作原理

2.1 整體結(jié)構(gòu)

108橋式配水器包括上接頭、調(diào)節(jié)盤、調(diào)節(jié)組件、出水盤、驗(yàn)封套、密封銷、調(diào)節(jié)套彈簧、主體、調(diào)節(jié)孔、密封盤、下接頭等13個(gè)部件，其整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，各部件參數(shù)如表1所示。

2.2 上接頭/下接頭

配水器的上下接頭均采用42CrMo鋼材質(zhì)制造而成，42CrMo鋼屬于超高強(qiáng)度鋼，具有高強(qiáng)度和韌性，淬透性也較好，其外觀明亮，鋼體厚度適中，有以下優(yōu)點(diǎn)。（1）省油：折斷油路時(shí)，上下接頭上的單向閥可封閉油路，油不會(huì)流出，避免油液、油壓損失。（2）環(huán)保：接頭折斷和連接時(shí)，油不會(huì)灑漏，保護(hù)環(huán)境。（3）設(shè)備化整為零，方便運(yùn)輸：大型設(shè)備或是需要便于攜帶的液壓工具，使用快速接頭分拆后運(yùn)輸，到達(dá)目的地后再組裝使用。

2.3 調(diào)節(jié)器

配水器調(diào)節(jié)器是由調(diào)節(jié)盤、調(diào)節(jié)組件和調(diào)節(jié)套三部分組裝焊接而成，它與密封盤、驗(yàn)封套共同構(gòu)成了108配水器的保壓系統(tǒng)。

2.4 主體

主體的外部直徑是108毫米，是108橋式配水器的核心部件，其外觀獨(dú)特，整個(gè)圓柱體表面有5個(gè)孔，分別是：兩個(gè)密封螺母孔、兩個(gè)導(dǎo)壓銷孔和一個(gè)出水孔，在主體的內(nèi)部有三個(gè)孔，具有體積小、硬度強(qiáng)等特點(diǎn)，是連接上下接頭的重要組成部分。

2.5 工作原理

配水器是石油開(kāi)采儀器中的一部分，配水器與油井的分層注水管連接前，水嘴處于封閉的狀態(tài)，當(dāng)它與管柱連接并到特定的位置后，會(huì)向油管內(nèi)注入一定的水量，增加水管的壓力，隨后安裝封隔器把它封閉。電纜帶動(dòng)測(cè)調(diào)儀進(jìn)入油管后，將其位于固定高度的位置，地面的工作人員給出指令后，由線路引導(dǎo)，把它放入配水器的通道內(nèi)，定位爪落到某個(gè)臺(tái)階上[1]。隨后，地面可以根據(jù)監(jiān)測(cè)到的圖像和狀態(tài)反饋，確定定位爪的狀態(tài)，給出正、反轉(zhuǎn)動(dòng)的指令，讓其卡入調(diào)節(jié)孔內(nèi)，帶動(dòng)側(cè)調(diào)裝置調(diào)整活動(dòng)筒與水嘴的移動(dòng)，改變水流的過(guò)流面積，調(diào)節(jié)水量[2]。同時(shí)，又因?yàn)闇y(cè)調(diào)儀位于配水器的主通道內(nèi)，所以，水流進(jìn)入配水器后，一部分水流會(huì)從其他出口流出，進(jìn)入油井的其他層次。

3 配水器的裝配

（1）首先給主體內(nèi)部安裝108橋式單腰形出水盤，并在主體部位裝上配水器導(dǎo)壓塞，再將調(diào)節(jié)盤、調(diào)節(jié)組件與調(diào)節(jié)套進(jìn)行配對(duì)組裝并焊接，將焊接好的調(diào)節(jié)器裝在出水盤的正上方。（2）將長(zhǎng)為151毫米、外徑為82毫米的驗(yàn)封套安裝在調(diào)節(jié)器的外部。（3）在主體的下螺紋處擰上與此對(duì)接的下接頭，同時(shí)將防反轉(zhuǎn)杵插入調(diào)節(jié)器中央，以防止在擰下接頭的時(shí)候帶動(dòng)調(diào)節(jié)器的出水盤的轉(zhuǎn)動(dòng)。（4）將部分已安裝好的配水器倒置，再在其主體的上接槽中安裝配水器的防轉(zhuǎn)管，并擰上固定螺絲，以免防轉(zhuǎn)管的脫落造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。（5）在主體的上螺紋處擰上與此對(duì)接的上接頭，并在主體的上螺紋處較近的口，擰上第一個(gè)密封螺母，為了在打壓之前能夠完全地排盡配水器里邊的空氣。此時(shí)整個(gè)108配水器的安裝已經(jīng)完成，待下一步的測(cè)試與故障排查。

4 配水器的測(cè)試

4.1 測(cè)試儀器

108橋式配水器打壓是采用4DSY-2.5MPa型號(hào)的高壓試壓泵，打壓表的精度是0.5MPa，適用于以水為介質(zhì)或液體壓油為介質(zhì)，具有操作方便、保壓穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)合理等特點(diǎn)[3]。本次測(cè)試是將配水器的打壓上限設(shè)置為30MP。為提高壓力測(cè)試的安全性，所以打壓泵是置于鐵質(zhì)槽里邊，是采用木質(zhì)懸空的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，這樣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅可以減小反沖力造成的傷害度，還可以提高水資源的重復(fù)利用率。

4.2 測(cè)試方法

通過(guò)分集水箱的管道往系統(tǒng)緩慢注水，同時(shí)排出配水器中的空氣。待系統(tǒng)充滿水后，進(jìn)行水密性檢查，并擰上密封螺母。采用自動(dòng)壓力泵緩慢提升系統(tǒng)壓力。待系統(tǒng)升壓至規(guī)定試驗(yàn)壓力后，停止增壓，穩(wěn)壓10分鐘后，觀察壓力表看是否出現(xiàn)掉壓現(xiàn)象。

4.3 測(cè)試結(jié)果及分析

隨機(jī)選取5個(gè)配水器產(chǎn)品進(jìn)行了打壓測(cè)試，其結(jié)果如表2所示。從表中可以看出有三個(gè)配水器沒(méi)有掉壓，最大的壓差值為2（MP），有一個(gè)掉了1（MP），均不超過(guò)設(shè)計(jì)所設(shè)定的最大壓差5（MP），則表明配水器達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，為合格產(chǎn)品。根據(jù)油井開(kāi)采平臺(tái)的實(shí)際需求，一般配水器是在地下500米到1000米的土壤中工作，單次工作時(shí)間為20到25分鐘左右[4]，108橋式配水器的測(cè)試結(jié)果符合出廠產(chǎn)品。

5 結(jié)束語(yǔ)

108橋式配水器的外徑只有108mm，由于直徑小，在下井時(shí)不易遇阻遇卡，并可下入防砂管柱里配水器的應(yīng)用，可以彌補(bǔ)油井配水時(shí)偏心配水管的不足，減少工作人員的工作量，加快了它的推廣。為進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用的范圍，需實(shí)現(xiàn)配水器各項(xiàng)技術(shù)的改進(jìn)，優(yōu)化油井的注水工作。

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