注水井堵塞器投撈助推器的研制與應(yīng)用

雷瑩（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

目前偏心注水井，特別是聚驅(qū)和三元驅(qū)偏心注入井在投撈堵塞器過程中，為克服下行阻力，保證一次投撈堵塞器成功[1]，往往需要在投撈器加裝不同規(guī)格加重桿（300 mm、600 mm）。在攀爬測(cè)試防噴管和起下投撈器時(shí)，由于儀器加重，在一次投撈不成功情況下，操作強(qiáng)度成倍增加的同時(shí)，安全隱患也大幅增加。特別是在冬季防噴管結(jié)冰的情況下，容易發(fā)生跌落、砸傷事故，造成人身傷害。針對(duì)此問題，研制出注水井堵塞器投撈助推器并在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。

1 結(jié)構(gòu)與原理

注水井堵塞器投撈助推器（圖1）總長(zhǎng)為600 mm，最大外徑為44 mm，該裝置與常規(guī)注水井用偏心投撈器連接[2]，投撈堵塞器過程也與常規(guī)操作完全相同。下井投撈堵塞器時(shí)，初始狀態(tài)為快裝接頭下端頂桿位于滾輪高點(diǎn)處，連桿和短柱塞位于下止點(diǎn)，并處于鎖緊狀態(tài)。當(dāng)需要對(duì)某一偏心配水器進(jìn)行投送堵塞器時(shí)，先將儀器下放通過該配水器，上釋放爪（單向扭簧結(jié)構(gòu)）可向上轉(zhuǎn)動(dòng)，鎖輪不動(dòng)作；然后上提至配水器工作筒時(shí)，上釋放爪遇阻，內(nèi)收至儀器內(nèi)部，此時(shí)快裝接頭的頂桿沿滾輪圓弧運(yùn)動(dòng)至小凹槽緩沖點(diǎn)位置，同時(shí)下釋放爪（單向扭簧結(jié)構(gòu)）向上翻動(dòng)轉(zhuǎn)出儀器外部，在扭簧作用下不影響儀器上提動(dòng)作。儀器上提距離配水器適當(dāng)位置（小于常規(guī)7 m），再下放儀器對(duì)配水器偏孔投送堵塞器。當(dāng)下放經(jīng)過配水器φ46工作筒時(shí)，下釋放爪遇阻內(nèi)收，不凸出儀器最大外徑，此時(shí)快裝接頭頂桿在大壓緊彈簧作用下運(yùn)動(dòng)至滾輪的低點(diǎn)凹槽內(nèi)。快裝接頭內(nèi)部鋼球失去支撐外擴(kuò)，連桿和短柱塞在釋放彈簧的作用下向上運(yùn)動(dòng)，將主體內(nèi)液體通過上接頭的排液孔向上加速排出。根據(jù)牛頓第三定律，井液對(duì)儀器產(chǎn)生大小相等的向下推力，從而幫助儀器下行，達(dá)到加速投撈的目的，提高投撈效率和成功率。

圖1 投撈助推器結(jié)構(gòu)示意圖

根據(jù)物體浮沉條件，革新前采用增加密度加重的方式（300 mm加重桿增重15 kg），依靠一定的投撈距離幫助投撈器下行[3]，不僅增大了操作難度和安全隱患，而且投撈效率比較低[4]；革新后采用反沖原理，幫助儀器通過配水器工作筒時(shí)加速下行，屬于新結(jié)構(gòu)新設(shè)計(jì)，操作更加方便可靠（圖2）。

圖2 革新前（左）與革新后投撈器結(jié)構(gòu)對(duì)比

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

目前該投撈助推器已在測(cè)試隊(duì)?wèi)?yīng)用25 井次，現(xiàn)場(chǎng)操作強(qiáng)度明顯減小，投撈動(dòng)作靈活可靠，觀測(cè)助推增量可達(dá)到0.3～0.4 m/s，應(yīng)用效果良好。

經(jīng)濟(jì)效益：提高投撈成功率，避免異?？ㄗ鳂I(yè)，年減少作業(yè)8井次，降低作業(yè)費(fèi)用25萬元；提高測(cè)試效率，一次測(cè)試單井減少起下2次，可節(jié)約時(shí)間1 h，年可縮減人工油料等費(fèi)用6萬元；避免人員操作受傷，按工傷20 000 元/人計(jì)算，可省卻費(fèi)用4萬元?？傆?jì)年可創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益30萬元。

社會(huì)效益：采用新結(jié)構(gòu)新設(shè)計(jì)，利用反沖原理，縮短投撈加速距離，實(shí)現(xiàn)投撈器加速下行，減小操作強(qiáng)度；提高測(cè)試成功率和測(cè)試效率，有效克服原有依靠配重帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)，具有良好的推廣應(yīng)用前景。

3 結(jié)論

偏心注水井投撈堵塞器通常采用連接加重桿方式克服下行阻力，方式單一，操作笨重，而且在搬運(yùn)及拆裝過程中存在一定的安全隱患[5]。投撈助推器利用井液反沖產(chǎn)生下推力，可以在配水器工作筒的合理位置主動(dòng)釋放，提供初始動(dòng)力，將助推過程從被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，具有較好的加速效果；不僅可以大幅提高工作效率，而且該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，維修方便，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。