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新型堵塞器打捞杆的研制论文范文

[摘要]油田开采为适应需要逐步由粗放化向精细化发展,分层注水是油田精细开发的基础,如何注好水、注够水、有效注水是油田开发的一项重要工作,但分层注水井经常存在堵塞器打捞杆发生折断的问题.因此本课题在打捞杆伞状台阶易折断处的下部剩余高度8mm处,增加一个比原伞状台阶顶部最小直径要大的台阶,这样可利用这个新增的台阶进行再次打捞堵塞器的目的,从而减少了因打捞杆折断产生的作业次数,减少了生产成本,降低了员工的劳动强度,使打捞杆折断后,打捞堵塞器的成功率在70%以上.

[关键词]分层注水堵塞器打捞杆

中图分类号：TQ351 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）07-0052-01

一、目前存在的问题

油田开发逐步向精细化发展,分层注水是油田精细开发的基础,注好水、注够水、有效注水是油田开发的一项重要工作.现大庆油田某采油矿有分层注水井245口,共计796个小层,单井平均3.4个油层,年测试718井次,单井年平均测试2.93井次,注水合格率87.3%.分层注水井每个层段安装一个配水器,配水器靠堵塞器控制单层注水量,堵塞器安装在配水器内部,测试调配单层水量时需要将堵塞器提升至地面,按分层注水井单层注水量方案进行测试调配,而打捞堵塞器过程是通过10kg投捞器下行重力撞击卡住堵塞器上部的打捞杆进行打捞,平均调配一个层段水量需打捞堵塞器3次,一口井需要多次打捞堵塞器[1].

图1 打捞堵塞器示意图及实物图

由于堵塞器打捞杆长期受井下介质腐蚀、酸浸泡除垢、增注酸化措施等影响,导致打捞杆强度下降,打捞杆会在伞状台阶底部折断,打捞成功率为零,只能采用作业更换.造成的后果一是增加生产成本,作业一口井需要2万元；二是影响注水合格率,进而影响油田水驱精细开发效果；三是影响工作进度.为此,小组决心研制新型堵塞器打捞杆,但由于打捞杆与堵塞器主体配合尺寸较为精密,打捞杆的伞状台阶底部高度大于堵塞器主体压盖高度8mm,过长会影响到投捞器上的打捞头、压送头的配合尺寸,因此,只能在此8mm处做改造.

二、对策方案的提出

打捞堵塞器是通过投捞器上的打捞头在下行过程中,利用注水压力及投捞器自身重量,使打捞头内部卡瓦片与堵塞器打捞杆上的伞状台阶进行对接,进而将堵塞器从配水器内打捞出.本课题设计研制的新型堵塞器打捞杆的总体思路是：在打捞杆伞状台阶易折断处的下部剩余高度8mm处,增加一个比原伞状台阶顶部最小直径要大的台阶,这样可利用这个新增的台阶进行再次打捞堵塞器的目的.常规投捞器的重量为10kg[2],在遇到井筒内有油污及生锈结垢情况下,需对投捞器增加重量来进行打捞堵塞器,最大配重至操作员工举升力量力度50kg以内,因此,要研制的堵塞器打捞杆的抗冲击强度不小于50kg.

三、对策方案的实施

3.1结构设计

目前大庆油田常用堵塞器主体、打捞头、压送头与打捞杆结构,查找相关数据,并查阅《分层注入与测试工艺》进行设计,设计了变径异阶台堵塞器打捞杆.首先,要确定预研制的“变径异阶台打捞杆的安装方式、最大、最小外径和全长”.该装置要能够与堵塞器主体组合一体,通过投捞器上的压送头下入配水器偏心孔内,通过投捞器上的打捞头进行打捞出,因此,可依据打捞杆与打捞杆压盖、打捞头、压送头的标准匹配尺寸来优选.

图2 打捞杆的组合安装方式树图

3.2加工制造

参照堵塞器主体及原堵塞器打捞杆所选用的不锈钢材料,选择有资质的生产厂家进行加工制造,研究人员实时监督,加工完成后如下图所示.

图3 变径异阶台打捞杆实物图

3.3室内试验

试验方法：将变径异阶台打捞杆增粗台阶的上部伞状台阶锯断,然后将堵塞器投放入配水器偏心孔内,再把扩径后打捞头安装在投捞器上,反复做打捞动作,模拟打捞堵塞器.

从图中看出,在伞状台阶折断情况下,利用下部增粗的伞状台阶进行打捞堵塞器,打捞成功率在80%以上,达到设计要求.

3.4现场试验

研制成功后,2014年6月-8月小组寻找了10口因钻井而停止注水的井进行了现场试验, 把变径异阶台打捞杆上部较细的伞状台阶锯断后,将堵塞器投送入井下配水器内,任由堵塞器在井下腐蝕、生锈,之后在三个月内再进行打捞[3].现场试验共投入38支堵塞器,成功打捞32支,成功率达84.21%,比设计目标提高了14.21%.