108橋式配水器的裝配與測試

高育賓　辛督強　萬依丹

摘 要：石油的精細化開采是一大工程難題，為了提高石油的開采率，文章設計了一種橋式配水器，其核心功能是通過調整密封盤的角度，使其在防反轉的作用力下，固定在主體的卡槽處，從而實現108橋式配水器的保壓工作。經測試表明，這種配水器的保壓效果達到了設計要求，其優點是能精細化分層注水，提高石油的開采量。

關鍵詞：橋式配水器；分層注水；打壓

中圖分類號：TE357 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）04-0013-02

Abstract： The refined exploitation of petroleum is a big engineering problem. In order to improve the exploitation rate of petroleum， this paper designs a kind of bridge water distributor， whose core function is to adjust the angle of the sealing disk and make it fixed at the slot of the main body under the action of anti-inversion force， thereby realizing the pressure-retaining work of the 108 bridge type water distributor. The test results show that the pressure-retaining effect of this kind of water distributor can meet the design requirements， and its advantage is that it can refine separate layer water injection and increase oil production.

Keywords： bridge water distributor； separate layer water injection； pressure suppression

1 概述

根據我國能源現狀，石油仍然是不可缺少的一種能源。如何提高單井開采量，是石油開采技術中的一個重大難題。

108式橋式配水器是解決油田分層注水方式開采的不可或缺的測井儀器，也是保證測井系統穩定運行的關鍵部件之一。一般的橋式配水器在石油測井平臺使用的較多的是偏心配水器，雖然相比過去有了較大的進步，但是對于地下環境干擾、油井的深度，油井的傾斜度等因素的影響，偏心配水器在分層注水方面還是存在著較多的不足之處。為此，本文設計了一種新型的108橋式配水器，將配水器安裝在管柱的中心處，以彌補偏心配水器的不足之處，從而提高精細化分層注水和石油的單井開采率。

2 結構設計和工作原理

2.1 整體結構

108橋式配水器包括上接頭、調節盤、調節組件、出水盤、驗封套、密封銷、調節套彈簧、主體、調節孔、密封盤、下接頭等13個部件，其整體結構如圖1所示，各部件參數如表1所示。

2.2 上接頭/下接頭

配水器的上下接頭均采用42CrMo鋼材質制造而成，42CrMo鋼屬于超高強度鋼，具有高強度和韌性，淬透性也較好，其外觀明亮，鋼體厚度適中，有以下優點。（1）省油：折斷油路時，上下接頭上的單向閥可封閉油路，油不會流出，避免油液、油壓損失。（2）環保：接頭折斷和連接時，油不會灑漏，保護環境。（3）設備化整為零，方便運輸：大型設備或是需要便于攜帶的液壓工具，使用快速接頭分拆后運輸，到達目的地后再組裝使用。

2.3 調節器

配水器調節器是由調節盤、調節組件和調節套三部分組裝焊接而成，它與密封盤、驗封套共同構成了108配水器的保壓系統。

2.4 主體

主體的外部直徑是108毫米，是108橋式配水器的核心部件，其外觀獨特，整個圓柱體表面有5個孔，分別是：兩個密封螺母孔、兩個導壓銷孔和一個出水孔，在主體的內部有三個孔，具有體積小、硬度強等特點，是連接上下接頭的重要組成部分。

2.5 工作原理

配水器是石油開采儀器中的一部分，配水器與油井的分層注水管連接前，水嘴處于封閉的狀態，當它與管柱連接并到特定的位置后，會向油管內注入一定的水量，增加水管的壓力，隨后安裝封隔器把它封閉。電纜帶動測調儀進入油管后，將其位于固定高度的位置，地面的工作人員給出指令后，由線路引導，把它放入配水器的通道內，定位爪落到某個臺階上[1]。隨后，地面可以根據監測到的圖像和狀態反饋，確定定位爪的狀態，給出正、反轉動的指令，讓其卡入調節孔內，帶動側調裝置調整活動筒與水嘴的移動，改變水流的過流面積，調節水量[2]。同時，又因為測調儀位于配水器的主通道內，所以，水流進入配水器后，一部分水流會從其他出口流出，進入油井的其他層次。

3 配水器的裝配

（1）首先給主體內部安裝108橋式單腰形出水盤，并在主體部位裝上配水器導壓塞，再將調節盤、調節組件與調節套進行配對組裝并焊接，將焊接好的調節器裝在出水盤的正上方。（2）將長為151毫米、外徑為82毫米的驗封套安裝在調節器的外部。（3）在主體的下螺紋處擰上與此對接的下接頭，同時將防反轉杵插入調節器中央，以防止在擰下接頭的時候帶動調節器的出水盤的轉動。（4）將部分已安裝好的配水器倒置，再在其主體的上接槽中安裝配水器的防轉管，并擰上固定螺絲，以免防轉管的脫落造成不必要的經濟損失。（5）在主體的上螺紋處擰上與此對接的上接頭，并在主體的上螺紋處較近的口，擰上第一個密封螺母，為了在打壓之前能夠完全地排盡配水器里邊的空氣。此時整個108配水器的安裝已經完成，待下一步的測試與故障排查。

4 配水器的測試

4.1 測試儀器

108橋式配水器打壓是采用4DSY-2.5MPa型號的高壓試壓泵，打壓表的精度是0.5MPa，適用于以水為介質或液體壓油為介質，具有操作方便、保壓穩定、結構合理等特點[3]。本次測試是將配水器的打壓上限設置為30MP。為提高壓力測試的安全性，所以打壓泵是置于鐵質槽里邊，是采用木質懸空的設計結構，這樣結構設計不僅可以減小反沖力造成的傷害度，還可以提高水資源的重復利用率。

4.2 測試方法

通過分集水箱的管道往系統緩慢注水，同時排出配水器中的空氣。待系統充滿水后，進行水密性檢查，并擰上密封螺母。采用自動壓力泵緩慢提升系統壓力。待系統升壓至規定試驗壓力后，停止增壓，穩壓10分鐘后，觀察壓力表看是否出現掉壓現象。

4.3 測試結果及分析

隨機選取5個配水器產品進行了打壓測試，其結果如表2所示。從表中可以看出有三個配水器沒有掉壓，最大的壓差值為2（MP），有一個掉了1（MP），均不超過設計所設定的最大壓差5（MP），則表明配水器達到了設計要求，為合格產品。根據油井開采平臺的實際需求，一般配水器是在地下500米到1000米的土壤中工作，單次工作時間為20到25分鐘左右[4]，108橋式配水器的測試結果符合出廠產品。

5 結束語

108橋式配水器的外徑只有108mm，由于直徑小，在下井時不易遇阻遇卡，并可下入防砂管柱里配水器的應用，可以彌補油井配水時偏心配水管的不足，減少工作人員的工作量，加快了它的推廣。為進一步擴大其應用的范圍，需實現配水器各項技術的改進，優化油井的注水工作。

參考文獻：

[1]于九政，王子建，羅必林.深井多級分注工藝管柱研制及應用[J].石油機械，2012，40（10）：88-90.

[2]王建華，孫棟，李和義.精細分層注水技術研究與應用[J].油氣井測試，2011，20（4）：41-44.

[3]賈兆軍，李金發，陳新民.橋式偏心分層注水技術在平方王油田的試驗[J].石油機械，2016，34（3）：66-68.

[4]張玉榮，閆建文，楊海英.國內分層注水技術新進展及發展趨勢[J].石油鉆采工藝，2014，33（2）：102-107.