井下管柱液力控制开关的研制与应用.doc

井下管柱液力控制开关 的研制与应用 准东采油厂井下技术作业公司 2011.12 研制单位：井下技术作业公司 项目名称：井下管柱液力控制开关的研制与应用 项目负责人：王海龙 课题名称：井下管柱液力控制开关的研制与应用 课题编写人：谷自清、郭娇娇 起止时间：2011.01—2011.12 主要研制人：郭娇娇、刘成贵、代伟荣、曾渝、谷自清 审 核 人：陈新龙 审 定 人：王海龙 摘 要 可控降压不压井修井技术已经在准东油田推广应用，但由于井下工具的局限性，配水器结构的水井和管式泵结构的油井目前还无法应用该技术进行可控不压井作业。为了能扩大可控降压不压井修井工艺的应用范围，现研制适用于可控降压不压井修井作业中两种不同的井下管柱控制开关，即液力控制循环开关和管式泵固定凡尔开关，满足配水器结构的水井和管式泵结构的油井的可控降压不压井修井作业。 液力控制循环开关是针对带配水器结构的水井而研制的井下管柱开关，通过油套管液力的控制，下油管时油管不出液，完井后通过反洗井将芯子洗出，实现开关的关闭与打开，同时不影响后续的注水和测试投捞。该开关研制成功后经过了现场实践与应用，满足了施工需求。 管式泵固定凡尔开关主要针对管式泵油井引进的，利用定压开关的原理，通过控制管式泵的固定凡尔，实现不压井作业施工工艺要求。该开关引进后经过现场实验与应用，满足了施工要求。 关键词： 不压井 液力控制循环开关 管式泵固定凡尔开关 目 录 1 项目研究的背景及意义 1 2 液力控制循环开关、管式泵固定凡尔开关的研制及引进 1 2.1 研制难点 1 2.2 关键技术解决方案 2 3 应用情况 7 3.1 现场应用 7 3.2 液力控制循环开关典型应用案例 8 4社会效益 8 5 结论和认识 9 5.1 取得成果 9 5.2 下步工作 9 1 项目研究的背景及意义 不压井技术是中国石油集团公司为修井作业保护地层而大力倡导和推行的新技术，由辽河油田公司牵头，并鼓励和支持全国各个油田研制适合本地油田应用的不压井技术。可控降压不压井技术是准东采油厂研制的适合本地区应用的不压井技术。 准东油田地区共有水井310口，其中合注井87口，分注井223口，分注的井占水井总数的72%，地面分注井100口，占32%，井下分注井123口，占40%（1级2层28口,2级3层95口）。为了保护套管，增强注水效果，在今后几年内，准东地区水井将逐步实现井下分注。 准东油田有管式泵油井300口，有部分抽油井压力较高，产液量充足，为了保护地层，减少地层污染，在修井作业中应用可控降压不压井作业技术。 准东地区油层渗透率低、注水压力高、修井吐水量大，作为首选技术的不压井技术需求量很大。针对上述特点，我们研制和引进液力控制循环开关和管式泵固定凡尔开关，实现了可控降压不压井技术在注水井（分注）、抽油井（管式泵）的应用。 2 液力控制循环开关、管式泵固定凡尔开关的研制及引进 2.1 研制难点 液力控制循环开关和管式泵固定凡尔开关是为可控降压不压井技术的应用研制和改进的井下管柱开关，他们研制难点都与不压井工艺密切相关。 2.1.1 液力控制开关研制难点 （1）工作压差大 准东油区水井深度在1500m-3000m之间，液力控制循环开关下到井内承受的压差可达15-30MPa，液力控制循环开关要能承受30MPa的压差，以满足准东油田水井施工的需求。 （2）通径大、不影响配水器工作 液力控制循环开关使用时安装在配水器上面，配水器芯子最大钢体外径57.70mm，液力控制循环开关要有最小58mm的内通径，保证配水器芯子能通过开关实现顺利投捞。 （3）不影响测试 根据需要，部分水井要在注水时进行测试，下入井内的液力控制循环开关要不影响测试工作的进行。 2.1.2 管式泵固定凡尔开关研制难点 由于油管内有抽油杆，开关只能安装在管式泵的底部。游动凡尔：游动凡尔与活塞连在一起，下入管式泵泵筒后油管液体不能向下传递；固定凡尔:液力不能通过固定凡尔向下传递。管式泵底部的控制开关的打开与关闭是通过油管内液柱压力控制，要顺利实现正常的开关，就要解决单流凡尔的限制。 2.2 关键技术解决方案 2.2.1井下分注水井 (1)研究技术思路 设计液力控制循环开关，将开关设计主要分为三大部分，上接头部分、下接头部分、开关芯子部分。使开关既能承受井内液体向上的压力，又能在完井后将开关芯子洗出，实现油套连通。根据需要设计模型图如下： 开关上接头部分 开关下接头部分 开关芯子部分 （2）设计液力控制开关 上接头部分有上接头和开关壳体组成，主要技术参数如下： 接箍扣型 2 7/8