注水井防遇阻同心投撈開關的研制與應用

李傳峰（大慶油田有限責任公司某采油廠作業大隊，黑龍江 大慶 163000）

注水井防遇阻同心投撈開關的研制與應用

李傳峰（大慶油田有限責任公司某采油廠作業大隊，黑龍江 大慶 163000）

注水井新井投產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。經現場應用達到了設計要求,同心開關上接頭投有堵塞器在測試前處于關閉狀態，在測試后撈出堵塞器，恢復同心開關的球與座功能，有效解決了新投產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；應用效果

大慶油田某廠每年注水井新井投產時均面臨新投井測試遇阻問題，2008年新井投產206口，其中測試遇阻58口，占總數的28.1%，主要原因是分層注水管柱封隔器釋放后，防進油球座轉為具有單向流動功能的球與座，油套環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。

1 結構組成

同心開關主要由中心堵塞器、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，工作筒內裝有球與座，堵塞器與上接頭密封腔采用凸輪防動機構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 工作原理及技術參數

2.1 工作原理

中心堵塞器打撈頭采用測試打撈頭結構，可利用測試投撈工具進行投撈作業，在下完井管柱時同心開關主體密封腔內預置堵塞器，防止下井后原油進入油管，正常生產之前下投撈工具將堵塞器拔出，同心開關變成一向上單向開啟的球座，不影響洗井，當需要封堵油管時，可再利用投撈工具將堵塞器送入密封腔內。其主要功能是水井投產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閉狀態，防止井筒內油水進入油管，保持油管內腔水質清潔程度，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、密封段組成[1]。其中凸輪機構由卡鉤，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。引鞋能夠將堵塞器引入密封腔內，當中心堵塞器投入上街頭密封腔內后，卡槽卡住凸輪機構的卡鉤，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，上部帶有內扣和外扣，外扣與上部油管相連接，內扣與上接頭連接，內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，構成同心開關的主體部分，上部投入堵塞器封住密封腔，形成整個同心開關。

2.2 主要技術參數

（1）同心開關總長度370mm；最大外徑Φ90mm；

（2）堵塞器上設計與上接頭工作筒相配合的凸輪防動機構和四道密封機構，實現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構，可利用測試投撈工具進行投撈作業，堵塞器使用投撈工具可投入和撈出同心開關的上街頭；

（5）根據作業需要進行封堵和打開油套管過油通道；可進行重復投撈,打開和關閉之間反復切換

（6）球與座材質為35CrMo合金鋼，其余部件材質為45#鋼。

2.3 適用條件

（1）適用于偏心注水管柱新井投產。

（2）適用于測試過程中油管返油的注水井。

3 現場試驗

經地面打壓試驗合格后，2009年8月15日，在采油四礦永114-68井進行了現場試驗，管柱下井順利，封隔器釋放合格。該井試驗前返油嚴重，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，投撈未發生返油遇阻問題，同時對同心開關進行了投撈試驗，開關投撈順利。同心投撈開關與單向配水器配合形成防返油管柱，關閉了底部返油通道，有效解決了新投產注水井封隔器釋放后管柱底部返油問題。

4 現場應用

2010年3月同心開關在某采油廠分層配產注水井推廣使用，至2016年3月同心開關應用口230井，新井投產投撈成功率100%，減少分層測試遇阻洗井作業井50多口，節省洗井費用40萬元，產生了較好的經濟效益。

5 結語

（1）有效解決了新投產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）堵塞器的設計采用測試打撈頭結構，可及時打開和關閉過油通道，方便測試施工。

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

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

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

李傳峰，2003年畢業于東北石油大學石油工程專業，成人教育，助理工程師，從事井下作業生產管理工作。