自平衡Y341封隔器在文卫马油田的研制与应用

作者:未知

  摘要:针对油田开发后期,分注井层间差异大,常规封隔器靠单向卡瓦支撑,存在容易损伤套管和承压受限的不足,造成分注有效期短,研制了自平衡Y341封隔器,该技术可有效延长分注管柱有效期,具有重大的现实意义。
  关键词:分层注水;管柱;自动平衡;封隔器
  1技术分析
  1.1管柱结构
  白平衡Y341封隔器主要由平衡机构、洗井机构、坐封机构、锁紧机构等组成。
  1.2工作原理
  1.2.1坐封
  油管加液压,经中心管孔眼作用于座封活塞,剪断座封剪钉,活塞推动活塞套上行压缩胶筒,使胶筒直径变大,封隔油套环空;卸压后,完成封隔器坐封。
  1.2.2承压
  下层压力高时,下压作用于胶筒上的力通过外套作用于上接头,并且油压关闭洗井活塞的面积是上压开启洗井活塞面积的数倍,解决了层间压差大时层间串通问题。
  1.2.3洗井
  洗井时,套压大于油压,推动洗井活塞上行,打开洗井通道,恢复注水时,油压大于套压,平衡机构产生向上的力抵消作用在胶筒上向下的力,减小了解封剪钉的受力,同时防止封隔器蠕动。
  1.2.4解封
  当封隔器需要解封时,上提管柱,剪断解封销钉,锁环上行,实现解封。
  1.3性能特点
  ①通过压力自动平衡机构设计,在封隔器承受较大上层压力或洗井时自动平衡胶筒所受压力,提高了封隔器承双向压差的能力;②洗井活塞采用洗井活塞双级密封设计,只有卸去油压后上部套压才能打开,洗井通道开启灵活、密封更可靠。
  2结构设计及性能特點
  自平衡机构:
  2.1结构设计
  自平衡机构采用液压平衡原理,使得封隔器在承受较高上压差或洗井时通过自平衡机构产生一向上的作用力,来平衡压差对封隔器的影响,承双向压差能力增强。
  2.2结构特点
  ①特殊的自动平衡机构设计,保证了封隔器能够承受较高的上压;②工具在井中较高压差下仍具有较长的有效期,不会自动解封;③极大地提高了工具自身的耐压差性能和现场适应能力。
  3室内实验
  实验使用的套管内径为124.26mm,在油管内保持15MPa压力,套管下部连接流程保持开放,打上压35MPa,停泵20min压力不降;套管上部连接流程保持开放,打下压35MPa,停泵20min压力不降;油管压力放掉,打上压,IMPa洗井通道打开,油管加压15MPa,打上压35MPa,停泵20min压力不降;起出封隔器后观察,胶筒完全复原,实验证明,洗井功能良好,密封可靠;达到了设计指标。
  4封隔器改进与完善
  Y341自平衡注水封隔器很好的提高了Y341封隔器承双向压差的能力和密封性,发现,停注时,吸水好的层压力恢复速度快,压力迅速下降,导致油压下降,吸水差的层压力恢复速度慢,在封隔器下部配水器投空堵情况下,封隔器下压油压一样大,在上压和下压的共同作用下,洗井活塞容易被推开,洗井通道打开,造成层间窜流。
  4.1总体结构
  ①伞型护碗保护设计,对常用胶筒保护护碗进行结构改进,加强筋提高了护碗对胶筒的密封性能;②端部特殊防突垫设计,设计金属特殊防突垫提高了胶筒的密封性能。
  4.2锁紧机构改进和解封结构改进
  对封隔器锁紧结构进行改进使封隔器解封更彻底,使工具结构设计更安全、合理。
  4.3封隔器整体优化设计
  坐封上采用随压差坐封原理确保胶筒有足够的压紧力;通过对封隔器进行系统优化,使其装配简单、密封、解封性,满足整体管柱各项工艺要求。
  4.4上压控制式洗井机构
  洗井:从油套环空打压,液体从洗井套中进入,推动洗井活塞上行,打开洗井通道,洗井液经中心管的环形空间从上活塞套上部的孔流出,再从管柱底部的球座进入油管并返回地面。
  承压:下压高时,下压作用于胶筒上的力通过上压缩环、平衡活塞套、洗井套作用于上接头;上压高时,压差对产生胶筒产生下推力,上压同时作用于平衡机构,对胶筒产生上拉力,上拉力稍大于下推力,油压作用于洗井活塞的上投影面积是上压作用于洗井活塞上投影面积的数倍,保证了封隔器除洗井状态外全方位密封可靠性。
  5结论
  ①采用自平衡机构和双活塞双级密封洗井机构设计,解决了常规Y341封隔器承受双向压差能力不强、反洗通道密封不严、有效期短等问题。满足文卫马油田高压差井油藏特点分注现状需要;
  ②该封隔器的投入使用,提高了无支撑液压坐封封隔器注水管柱工作的可靠性,实用性更强,具有较高的推广应用价值。
  参考文献:
  [1]赵政璋,王元基,隋军,等.油田注水开发技术与管理[M].北京:石油工业出版社,2010.
  [2]于九政,陈伟,宴耿成,等.多级分注井封隔器研制与应用[J].石油矿场机械,2012,41(11):66-68.
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