油田井口連接器增壓閥的研制

【摘 要】大慶油田已取消聲彈測試法，目前采用套管氣發(fā)聲原理進行油井液面測試。在測試過程中經(jīng)常遇到因無套壓和套壓低而使井口連接器無法發(fā)聲的油井，這時需使用氮氣瓶或聲脈沖發(fā)生器為井口連接器增壓室進行增壓，這兩種增壓方法都存在操作程序復(fù)雜、測試效率較低、成本較高的問題，為此，研制了井口連接器增加閥。工作原理是測動液面時將增氣閥內(nèi)置在井口連接器上，利用手動柱塞進行增壓，直接將空氣注入井口連接器增壓室，代替氮氣瓶或聲脈沖發(fā)生器給增壓室注氣，壓力增至0.3MPa以上，拍動槍機，完成液面測試。截止到2016年7月，應(yīng)用井口連接器增加閥測試油井動液面1205口井次，測試合格率98%以上，提高測試效率50%以上，目前已經(jīng)在某廠某礦某隊推廣，具有廣闊的應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】動液面測試；井口連接器；增加閥；手動打壓；打氣筒

前言

在動液面測試過程中經(jīng)常遇到，因無套壓和套壓低而使井口連接器無法發(fā)聲的油井，需要氮氣瓶或聲脈沖發(fā)生器為井口連接器增壓室進行增壓，具體操作程序如下：使用大氮氣瓶為小氮氣瓶充壓，搬運小氮氣瓶到測試車，測試時小氮氣瓶與井口連接器連接為其增壓，拍動槍機瞬間釋放壓力，發(fā)聲裝置產(chǎn)生聲波，測試動液面；在應(yīng)用聲脈沖發(fā)生器測試動液面時，需要提前為聲脈沖發(fā)生器電池充電，在測試現(xiàn)場連接聲脈沖發(fā)生器到井口連接器進行充氣增壓，在測試過程中，聲脈沖發(fā)生器容易損壞，且聲脈沖發(fā)生器電池在滿電狀態(tài)下只能提供20口井測試電量，在冬季，因寒冷等原因，電池只能提供10口井測試電量。為解決以上問題，研制了井口連接器增加閥。

1井口連接器增加閥結(jié)構(gòu)組成

井口連接器增加閥主要由單流閥、增壓筒、柱塞、密封圈、擋片、注氣桿和注氣帽組成。具體結(jié)構(gòu)見圖1。

密封圈位于柱塞上的兩擋片之間，柱塞與增壓筒通過密封圈過盈配合組合在一起；其余各部分均采用絲扣方式聯(lián)接。

2工作原理及技術(shù)參數(shù)

2.1工作原理

在井口連接器尾部摳一個半圓形的槽，稱作增壓閥安裝槽，通過增壓閥安裝槽，將增壓閥連接到井口連接器內(nèi)部增壓室部位，測試時采用打氣筒原理，手握注氣帽，來回拉動注氣桿，帶動柱塞往復(fù)運動，把外部空氣通過增壓筒下部的單流閥單向注入增壓室，從而實現(xiàn)對井口連接器增壓室的增壓，當(dāng)增壓室內(nèi)壓力達到0.3-0.4MPa時，扳動槍機，完成一次動液面測試。

2.1.1增壓筒

增壓筒相當(dāng)于打氣筒的外筒部分，上端通過絲扣與護帽和槍擊密封連接在一起。

2.1.2單流閥

單流閥位于工作筒的下端，主要由連接體、彈簧、鋼球、球座組成，類似于一個倒置的抽油泵固定凡爾，當(dāng)柱塞向內(nèi)運動，工作筒內(nèi)空氣壓力增大，推動鋼球離開球座，鋼球壓緊彈簧，向增壓室充氣；柱塞向外運動，依靠彈簧自身彈力，推動鋼球頂在球座上產(chǎn)生單向密封作用，柱塞如此往復(fù)運動，完成增壓室充氣操作。

2.1.3柱塞

柱塞由活塞、密封圈、擋片和注氣桿組成，它相當(dāng)于抽油泵的活塞，通過柱塞在工作筒內(nèi)來回往復(fù)運動，對增壓室進行充氣。

2.1.4注氣桿

注氣桿外徑為5.80mm，長度120mm，長度略長于增壓筒，作用是連接活塞往復(fù)運動為增壓室增壓。

2.1.5增壓閥安裝槽

在原槍擊及井口連接器尾部貫通開一增壓閥安裝槽，槽直徑為17.00mm，在安裝槽內(nèi)機加螺旋扣密封安裝增壓閥。

2.2主要技術(shù)參數(shù)

（1）井口連接器增壓閥工作筒外徑為16.00mm，內(nèi)徑為12.30mm，總長度為85.00mm。

（2）單流閥內(nèi)鋼球直徑為5.00mm，球座規(guī)格為3.40mm，彈簧直徑為1mm，彈簧中徑為4mm，自由長度20mm，材質(zhì)為不銹鋼。

（3）柱塞直徑為12.10mm，密封圈規(guī)格為13×2.4mm，材質(zhì)為丁睛橡膠。

（4）單流閥、增壓筒、護蓋、柱塞、擋片、注氣桿和注氣帽材質(zhì)均為45#鋼。

3現(xiàn)場試驗

為了驗證井口連接器增壓閥測試油井動液面效果，進行了現(xiàn)場試驗，首先制定了測試工藝流程。

3.1測試工藝流程

3.2現(xiàn)場試驗

2015年1月4日，某井，此井為無套管氣的油井，因此，在此井分別應(yīng)用氮氣、聲脈沖發(fā)生器和井口連接器增壓閥進行現(xiàn)場試驗：

1、應(yīng)用氮氣進行動液面測試：使用大氮氣瓶為小氮氣瓶充壓、搬運小氮氣瓶到測試車，測試時，小氮氣瓶與井口設(shè)備連接為其增壓到0.35MPa，拍動槍機瞬間釋放壓力，發(fā)聲裝置產(chǎn)生聲波，完成單次液面測試，通過液面曲線確定液面深度為726m，全過程耗時20min。

2、應(yīng)用聲脈沖發(fā)生器進行動液面測試：聲脈沖發(fā)生器蓄電池充電至達到測試要求，攜帶聲脈沖發(fā)生器上井測試，安裝聲脈沖發(fā)生器到在井口連接器上，打開電源開關(guān)，為井口連接器增壓室充壓，當(dāng)壓力達到0.35MPa，扳動槍擊，進行液面測試，通過液面曲線，液面深度為728m，全過程耗時21min。

3、應(yīng)用井口連接器增壓閥進行動液面測試：將井口連接器安裝在套管閘門上，往復(fù)拉動增加閥注氣手柄30次，當(dāng)增壓室壓力達到0.35MPa，扳動槍擊，進行液面測試，通過液面曲線，液面深度為727m，全過程耗時10min。

通過現(xiàn)場試驗對比發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用井口連接器增壓閥進行動液面測試，較應(yīng)用氮氣和聲脈沖發(fā)生器進行動液面測試時使用工具少，測試過程簡單，測試效率可提高50%以上，減輕了員工勞動強度。

4結(jié)論及認識

1、研制井口連接器增壓閥，從根本上解決了應(yīng)用常規(guī)方法測試油井動液面時間長，測試成本較高的難題，為測試油井動液面節(jié)能降耗提供了有效途徑。井口連接器增壓閥在測試油井動液面時，具有操作程序簡單，使用安全可靠等優(yōu)點，同時節(jié)省了設(shè)備運輸和搬運時間，大幅降低了員工勞動強度。

2、井口連接器增壓閥的注氣桿較長，在運輸過程中容易發(fā)生磕碰，造成注氣桿彎曲變形，因此，與其配套的增壓閥式井口連接器專用箱需要進一步研究解決。井口連接器增壓閥針對無套管氣、套管內(nèi)無壓力、液面在井口的井測試效果尤為明顯，因此，在采油三廠具有較好的推廣價值和應(yīng)用前景。

作者簡介：

張希錄：男，1964年5月1日出生，籍貫：山東省淄博市，現(xiàn)從事油田測試工作，聯(lián)系地址：黑龍江省大慶市第三采油廠第三油礦測試隊

（作者單位：大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）