注水工艺技术研究(四)

1注水工艺技术研究（四）3.3.配水嘴的选择及嘴损的计算3.3.1嘴损的计算：以下按两种情况进行分析。当油层无（不装配水嘴）注水时，注入量与注入压力的关系：（5-19）式中（5-20）而（5-21）当油层控制（装上配水嘴）注水时，注入量与注入压力的关系：（5-22）式中（5-23）而（5-24）以上式中，——油层吸水指数，；——注水时油管内的沿程阻力损失，；——分层无控制时的注水量，；——与对应的井口配注压力，；——静水柱压力，；——注水时通过水嘴的压力损失，；——油层开始吸水时的井底压力，；——无控制注水时的有效井底注入压力，；——控制注水时的有效井底注入压力，；——根据设备条件确定的井口注水压力，。3.3.2水嘴的选择：1嘴损曲线法：①根据测试资料绘制分层吸水指示曲线②在分层指示曲线上查出与各层段注水量相对应的饿井口配注压力③计算各层嘴损压差④借用嘴损压差值和需要的配注量在嘴损曲线上查出水嘴尺寸。2简易法：对于调整水量不大的层段选配水嘴直径4.实现分层注水管柱及配套工具结构原理分析4.1分层注水常用工具24.1.1封隔器的分类及型号编制⑴封隔器的分类封隔器封隔件实现密封的方式进行分类。自封式：靠封隔件外径与套管内径的过盈和工作压差实现密封的封隔器。压缩式：靠轴向力压缩封隔件，使封隔件外径变大实现密封的封隔器。扩张式：靠径向力作用于封隔件内腔，使封隔件外径扩大实现密封的封隔器。组合式：由自封式、压缩式、扩张式任意组合实现密封的封隔器。⑵封隔器型号编制编制方法：按封隔器分类代号、固定方式代号、坐封方式代号、解封方式代号及封隔器钢体最大外径、工作温度/工作压差六个参数依次排列，进行型号编制，其形式如下：SHAPE\*MERGEFORMAT图8代号说明：分类代号：用分类名称第一个汉字的汉语拼音大写字母表示，组合式用各式的分类代号组合表示。见表2。表2分类代号分类名称自封式压缩式扩张式组合式分类代号ZYK用各式的分类代号组合表示固定方式代号：用阿拉伯数字表示，见表3。表3固定方式代号固定方式名称尾管支撑单向卡瓦悬挂双向卡瓦锚瓦代号12345坐封方式代号：用阿拉伯数字表示，见表4。表4坐封方式代号坐封方式名称提放管柱转动管柱自封液压下工具热力代号123456解封方式代号：用阿拉伯数字表示，见表5。表5解封方式代号解封方式名称提放管柱转动管柱钻铣液压下工具热力代号1234563钢体最大外径：用阿拉伯数字表示，单位为毫米(mm)。工作温度：用阿拉伯数字表示，单位为摄氏度(℃)。工作压差：用阿拉伯数字表示，单位为兆。4.2常用分层注水工具的结构、原理4.2.1封隔器随着现场井况的变化，封隔器也随之逐步改进，形成了多种多样的、满足各种条件的封隔器。但其最基本的原理都是相通的。下面介绍几种最基本的封隔器的结构和原理。⑴Y211封隔器①结构：见图9。图9Y211封隔器1-上接头2-调节环3-“O”型圈4-边胶筒5-隔环6-中胶筒7-中心管8-楔形体帽9-档环10-防松螺钉11-楔形体12-防松螺钉13-限位螺钉14-卡瓦15-大卡瓦档环16-固定螺钉17-连接环18-小卡瓦档块19-防松螺钉20-护罩21-弹簧22-锁环套23-档球套24-档球25-顶套26-扶正体27-压环28-摩擦块29-压簧30-限钉压环31-滑环32-轨道销钉33-防松螺钉34-下接头②工作原理：坐封：按所需坐封高度上提管柱后下放管柱，由件26～30组成的扶正器依靠弹簧29的弹力造成摩擦块28与套管壁的摩擦力，扶正器则沿中心管7轨迹槽运动，轨道销钉32从原来的短槽上死点A经过B到达长槽上死点C的坐封位置。由于顶套25的作用，挡球套23被顶开解锁，从而使卡瓦14被锥体11撑开，并卡在套管内壁上。同时，在管柱重量作用下，件1、2和7一起下行压缩胶筒，使胶筒4直径变大，封隔油套环形空间。解封：上提管柱，上接头1、调节环2和中心管7一起上行，结果轨道销钉32又运动到下死点B，锥体11退出卡瓦14。同时由于扶正器的摩擦力，产生一个向下的拉力，从而卡瓦准确回收及锁球24复位，挡球套23在弹簧21的作用下，自动复位，锁紧装置恢复。与此同时，胶筒收回解封。⑵Y221封隔器①结构：见图10。图10ZYY221封隔器1-上接头2-调节环3-“”型圈4-长胶筒5-隔环6--短胶筒7-轨道中心管8-楔形体9-档环10、12、19、30、31-防松螺钉11-楔形体13-限位螺钉14-卡瓦15-大卡瓦档块16-小卡瓦档块17-固定螺钉18-连接环20-护罩21-扶正体22锁环套23档环套24-锁球25-顶套26-扶正体27、32-限位压环28-摩擦环29-弹簧33-转环34-轨道销钉35-下接头②工作原理：坐封：按所需坐封高度上提管柱后转动管柱，然后下放管柱，由件26～32组成的扶正器，依靠弹簧30的弹力而造成摩擦块28与套管壁的摩擦力，依靠滑动销钉34扶正器就沿中心管7的“J”形槽运动，结果，件34就从下井时槽的末端运动到坐封位置时的顶端，由于顶套25的作用，挡球套23被顶开解锁，从而卡瓦14被锥体11撑开，并卡在套管壁上。同时，件1、2、7就一起下行压缩胶筒，使胶筒直径变大，封隔油套环形空间。解封：上提管柱，上接头1、调节环2和中心管7一起上行，胶筒收回解封，而轨道销钉34从中心管7“J”形槽的顶端回到末5端，锥体11退出卡瓦14，卡瓦就回收解卡，锁球套23在弹簧21的作用下，自动复位，锁紧装置恢复。⑶Y341注水封隔器①结构：见图11所示，主要由三部分组成：座封部分、密封部分、洗井部分。图11Y341注水封隔器1-上接头2-“”型圈3-洗井阀4-顶套5-外中心管6-内中心管7-胶筒8-隔环9-密封环10-防座剪钉11-卡瓦座12-卡瓦13-锁套14-解封套15-活塞16-连接头17-下接头②工作原理：座封：从油管内加液压，通过连接头16的小孔作用在上、下活塞15上，使活塞推动锁套13和密封环9上行，压缩胶筒，使胶筒7直径变大，封隔油套环形空间，同时液压通过上接头1的小孔作用在洗井阀3上，使洗井阀3下行与外中心管5的内锥面密封，封闭内外中心管的环形空间。放掉油管压力，因卡瓦12和锁套13上的内外齿相互啮合在一起，使胶筒不能返回。洗井：从套管内加液压，通过顶套4上的侧孔进入内外中心管6和5的环形空间，经锁套13上的侧孔进入下层。解封：上提管柱，上接头1带动内中心管6，连接头16上行，而外中心管5、锁套13和卡瓦座11、卡瓦12等部件，连接头上行使解封套14上升，件14的内锥面内抱卡瓦12，使卡瓦和锁套13分离，则锁套13和密封环9等部件在胶筒7的弹力作用下下行，从而胶筒恢复。⑷K344封隔器图12K344封隔器1-上接头2-“O”型圈3、7-胶筒座4-硫化芯子5-胶筒6-中心管8-滤网罩9-下接头②工作原6理：从油管内加液压，液压经滤网罩8，下接头9的孔眼和中心管6的水槽作用在胶筒5的内腔，使胶筒5胀大，封隔油套环形空间。放掉油管压力，胶筒即收回解封。