!新产品开发#3不动管柱液控循环换层开关的研制赵增顺1谷开昭2古光明2柴国兴2(11中国科学院自动化研究所21胜利油田有限公司采油工艺研究院)摘要针对胜利油田中后期开发中油层含水大幅上升、层间矛盾加剧和作业成本居高不下等问题,开发了不动管柱换层开采工艺,不动管柱液控循环换层开关是该技术的关键所在。介绍了该井下开关的结构原理、技术特点及现场应用情况。该工具与封隔器等工具组合,可任意控制各油层的生产或关闭。不动管柱液控循环换层开关的应用提高了换层采油效率,简化了分层找水和采油措施。改进后的换层开关在现场共施工21井次,只有1井次因砂埋管柱使换层作业失败,施工成功率9513%,比改进前提高1513%。关键词不动管柱分层卡堵水液压控制换层开关研制胜利油田经30余年的勘探开发,已进入高含水和特高含水开发期,“九五”末全油区综合含水达9315%。常规生产管柱工作寿命短,分层找卡堵水及换层采油生产作业复杂,不仅导致作业成本上升,而且在采油生产及检泵作业中加重了油层污染。如何提高管柱寿命,简化换层工艺,减少油层污染,已是迫切需要解决的问题。胜利油田有限公司采油工艺研究院开发的不动管柱换层开采技术,实现了找水、卡堵水、换层开采一体化,换层成功率高,易于操作控制,可重复换层,从而提高了分层卡堵水、分层采油效果,有效地降低作业次数和作业成本,减少频繁作业对油层的污染,获得明显的社会效益和经济效益[1]。液控循环换层开关是该技术的关键部件和核心配套工具,其结构设计合该工艺技术的原理是:当工艺管柱下入井内设计位置封隔器坐封、管柱丢手成功后,先生产1层,根据生产需要,可在不动井内管柱及井口的情况下,通过液压控制,实现换层生产。(1)工艺管柱下入根据完井管柱设计下井前调整好开关的初始状态,管柱按要求下入井内设计位置。(2)封隔器坐封、丢手从油管内打压坐封封隔器,并完成丢手。起出丢手上部管柱,即可下泵进行采油生产。(3)换层过程待油井生产至稳定后,根据采油数据准确跟踪分析从上油层采出液体的液量及液性。若需要换层生产,泵车接套管阀门,并配接好DPT井口压力检测系统,套管加液压至换层开关换向压差,从而实现换层生产。若此时生产的油层含水率高于先前的生产油层含水率,则可换回初次生产的地层。同理可进行4层的换层生产。21不动管柱液控循环换层开关结构原理YK115型不动管柱液控循环换层开关由轨道换向机构、泄压显示机构、分流机构及压力调节机构等4部分组成[1,2],其结构如图1所示。开关原理:YK115型液控换层开关是开2关2开型循环开关,下井过程中根据需要可以处于开技术特点分析11不动管柱换层工艺技术原理不动管柱换层工艺技术包括6类10余种井下工具,可配套形成多种工艺管柱及换层方法,满足直井、斜井的分层卡堵水、多层油井不动管柱换层生产等工艺要求,尤其在油水层不清晰状况下,可大大地提高高含水油田分层采油效率。3中石化集团公司重点科研项目的部分研究内容。课题编号:KZD21999008。—32—石油机械2005年第33卷第3期井口套管加液压至开关换向压差(地面有泵压突降显示)。此时由于有钢球和橡胶件的密封作用轨道体、上壳体、转环、外套、连接套、分流体共同形成一个液压换向活塞(称为液压换向活塞总成)。液压换向活塞总成在液压力作用下下行推动分流体压缩弹簧,同时控制销子轨道后,弹簧回弹,即可实现换向。对于双层换向液压开关,每完成1个关闭2开启2关闭过程,该液压往复式控制开关的轨道销钉及轨道环就沿中心管的轨道旋转180°;当其旋转1周时,控制开关完成2个循环开关过程。重复升压2降压2升压过程,液图1不动管柱液控循环换层开关1—上接头;2—孔板;3—轨道体;4—转环压帽;5—上壳体;6—转环外套;7—轨道销钉;8—转环;9—T形橡胶圈;10—连接套;11—分流体;12—钢球;13—下壳体;14—弹簧压帽;15—弹簧;16—转环压帽与转环外套和分流体相连接,其连接部位有密封件密封。分流体为一具有互不连通的十字交叉流道的变径筒状体,一端通过连接体与转环外套相连接;另一端坐在弹簧压帽上。分流体的内壁有球座,钢球坐在其上。上下壳体壁上有液流孔。分流体的横向孔与下壳体的横向孔对应(或错位),开关打开(或关闭)。这样分流体能起到3个作用:(1)保证液压封...