油田井口連接器增壓閥的研制

【摘 要】大慶油田已取消聲彈測試法，目前采用套管氣發聲原理進行油井液面測試。在測試過程中經常遇到因無套壓和套壓低而使井口連接器無法發聲的油井，這時需使用氮氣瓶或聲脈沖發生器為井口連接器增壓室進行增壓，這兩種增壓方法都存在操作程序復雜、測試效率較低、成本較高的問題，為此，研制了井口連接器增加閥。工作原理是測動液面時將增氣閥內置在井口連接器上，利用手動柱塞進行增壓，直接將空氣注入井口連接器增壓室，代替氮氣瓶或聲脈沖發生器給增壓室注氣，壓力增至0.3MPa以上，拍動槍機，完成液面測試。截止到2016年7月，應用井口連接器增加閥測試油井動液面1205口井次，測試合格率98%以上，提高測試效率50%以上，目前已經在某廠某礦某隊推廣，具有廣闊的應用前景。

【關鍵詞】動液面測試；井口連接器；增加閥；手動打壓；打氣筒

前言

在動液面測試過程中經常遇到，因無套壓和套壓低而使井口連接器無法發聲的油井，需要氮氣瓶或聲脈沖發生器為井口連接器增壓室進行增壓，具體操作程序如下：使用大氮氣瓶為小氮氣瓶充壓，搬運小氮氣瓶到測試車，測試時小氮氣瓶與井口連接器連接為其增壓，拍動槍機瞬間釋放壓力，發聲裝置產生聲波，測試動液面；在應用聲脈沖發生器測試動液面時，需要提前為聲脈沖發生器電池充電，在測試現場連接聲脈沖發生器到井口連接器進行充氣增壓，在測試過程中，聲脈沖發生器容易損壞，且聲脈沖發生器電池在滿電狀態下只能提供20口井測試電量，在冬季，因寒冷等原因，電池只能提供10口井測試電量。為解決以上問題，研制了井口連接器增加閥。

1井口連接器增加閥結構組成

井口連接器增加閥主要由單流閥、增壓筒、柱塞、密封圈、擋片、注氣桿和注氣帽組成。具體結構見圖1。

密封圈位于柱塞上的兩擋片之間，柱塞與增壓筒通過密封圈過盈配合組合在一起；其余各部分均采用絲扣方式聯接。

2工作原理及技術參數

2.1工作原理

在井口連接器尾部摳一個半圓形的槽，稱作增壓閥安裝槽，通過增壓閥安裝槽，將增壓閥連接到井口連接器內部增壓室部位，測試時采用打氣筒原理，手握注氣帽，來回拉動注氣桿，帶動柱塞往復運動，把外部空氣通過增壓筒下部的單流閥單向注入增壓室，從而實現對井口連接器增壓室的增壓，當增壓室內壓力達到0.3-0.4MPa時，扳動槍機，完成一次動液面測試。

2.1.1增壓筒

增壓筒相當于打氣筒的外筒部分，上端通過絲扣與護帽和槍擊密封連接在一起。

2.1.2單流閥

單流閥位于工作筒的下端，主要由連接體、彈簧、鋼球、球座組成，類似于一個倒置的抽油泵固定凡爾，當柱塞向內運動，工作筒內空氣壓力增大，推動鋼球離開球座，鋼球壓緊彈簧，向增壓室充氣；柱塞向外運動，依靠彈簧自身彈力，推動鋼球頂在球座上產生單向密封作用，柱塞如此往復運動，完成增壓室充氣操作。

2.1.3柱塞

柱塞由活塞、密封圈、擋片和注氣桿組成，它相當于抽油泵的活塞，通過柱塞在工作筒內來回往復運動，對增壓室進行充氣。

2.1.4注氣桿

注氣桿外徑為5.80mm，長度120mm，長度略長于增壓筒，作用是連接活塞往復運動為增壓室增壓。

2.1.5增壓閥安裝槽

在原槍擊及井口連接器尾部貫通開一增壓閥安裝槽，槽直徑為17.00mm，在安裝槽內機加螺旋扣密封安裝增壓閥。

2.2主要技術參數

（1）井口連接器增壓閥工作筒外徑為16.00mm，內徑為12.30mm，總長度為85.00mm。

（2）單流閥內鋼球直徑為5.00mm，球座規格為3.40mm，彈簧直徑為1mm，彈簧中徑為4mm，自由長度20mm，材質為不銹鋼。

（3）柱塞直徑為12.10mm，密封圈規格為13×2.4mm，材質為丁睛橡膠。

（4）單流閥、增壓筒、護蓋、柱塞、擋片、注氣桿和注氣帽材質均為45#鋼。

3現場試驗

為了驗證井口連接器增壓閥測試油井動液面效果，進行了現場試驗，首先制定了測試工藝流程。

3.1測試工藝流程

3.2現場試驗

2015年1月4日，某井，此井為無套管氣的油井，因此，在此井分別應用氮氣、聲脈沖發生器和井口連接器增壓閥進行現場試驗：

1、應用氮氣進行動液面測試：使用大氮氣瓶為小氮氣瓶充壓、搬運小氮氣瓶到測試車，測試時，小氮氣瓶與井口設備連接為其增壓到0.35MPa，拍動槍機瞬間釋放壓力，發聲裝置產生聲波，完成單次液面測試，通過液面曲線確定液面深度為726m，全過程耗時20min。

2、應用聲脈沖發生器進行動液面測試：聲脈沖發生器蓄電池充電至達到測試要求，攜帶聲脈沖發生器上井測試，安裝聲脈沖發生器到在井口連接器上，打開電源開關，為井口連接器增壓室充壓，當壓力達到0.35MPa，扳動槍擊，進行液面測試，通過液面曲線，液面深度為728m，全過程耗時21min。

3、應用井口連接器增壓閥進行動液面測試：將井口連接器安裝在套管閘門上，往復拉動增加閥注氣手柄30次，當增壓室壓力達到0.35MPa，扳動槍擊，進行液面測試，通過液面曲線，液面深度為727m，全過程耗時10min。

通過現場試驗對比發現，應用井口連接器增壓閥進行動液面測試，較應用氮氣和聲脈沖發生器進行動液面測試時使用工具少，測試過程簡單，測試效率可提高50%以上，減輕了員工勞動強度。

4結論及認識

1、研制井口連接器增壓閥，從根本上解決了應用常規方法測試油井動液面時間長，測試成本較高的難題，為測試油井動液面節能降耗提供了有效途徑。井口連接器增壓閥在測試油井動液面時，具有操作程序簡單，使用安全可靠等優點，同時節省了設備運輸和搬運時間，大幅降低了員工勞動強度。

2、井口連接器增壓閥的注氣桿較長，在運輸過程中容易發生磕碰，造成注氣桿彎曲變形，因此，與其配套的增壓閥式井口連接器專用箱需要進一步研究解決。井口連接器增壓閥針對無套管氣、套管內無壓力、液面在井口的井測試效果尤為明顯，因此，在采油三廠具有較好的推廣價值和應用前景。

作者簡介：

張希錄：男，1964年5月1日出生，籍貫：山東省淄博市，現從事油田測試工作，聯系地址：黑龍江省大慶市第三采油廠第三油礦測試隊

（作者單位：大慶油田有限責任公司第三采油廠）