定时开启注聚井井下取样器的研制及应用

张建(中石油辽河油田分公司钻采工艺研究院， 辽宁 盘锦 124010)

定时开启注聚井井下取样器的研制及应用

张建(中石油辽河油田分公司钻采工艺研究院， 辽宁 盘锦 124010)

文章叙述了一种注聚合物用井下取样装置的应用范围、结构原理、管柱结构、操作及应用实施情况。本文对提高注聚合物过程中的取样精度有一定帮助。

注聚合物；井下取样器；定时开启；研制及应用

在油田开发后期，油田主体已进入高含水、高采出程度的“双高”开发阶段，水驱效果会越来越差。而三次采油提高采收率技术研究表明，聚合物驱是一种大幅度提高原油采收率的技术。但在注入过程中聚合物会受到剪切作用以及井下温度、地层水矿化度等井下条件的影响，导致注入目的层的实际流体粘度等参数达不到地质要求。为保证注入液体粘度，需对注入井下的聚合物进行取样分析。因此，取样结果是对地层中注聚情况最直接的反应。

1 现有取样器分析研究

而目前的注聚井井下取样器采用替代式取样方法，即取样器在下井过程中取样器一直保持开启状态，完成取样后关闭取样器。但由于聚合物粘度较大，替代过程中会导致聚合物、脏物滞留在样品收集桶中，使得所取样品与指定取样位置的实际流体的粘度等参数有很大误差，影响聚驱效果的评价。

针对这种现状，文章介绍了一种可用于注聚合物井的具有定时开启功能的井下取样器(下文均简称为取样器)。取样器下入过程中保持封闭状态，到达指定取样位置后开启取样器，完成取样后再关闭取样器。解决了原有注聚井井下取样器在下井替代过程中因滞留的聚合物、脏物污染样品的难题提高取样准确率，确保了注聚合物的效果，提高了采收率。

2 取样器的管柱结构

取样器使用油管或连续油管下入，可用于在注聚管柱内或空井筒中进行取样，以便于随时监控井内聚合物的粘度。(图1)

3 取样器的结构原理

(1)结构组成。取样器是由上接头、中心管、液缸、扶正体、扶正块、板簧、调节环、滑环、滑环销钉、样品收集桶10个零件组成。(图2)

(2)工作原理。取样器下入时滑环销钉在中心管的短轨上死点，中心管的取样孔与液缸上的孔不连通，液体无法进入中心管与样品收集桶，取样器保持封闭状态。当下入到指定取样位置后，上提管柱，由于扶正块与管壁产生的摩擦，致使液缸与扶正体不动，而滑环销钉在中心管轨迹中行至下死点。再下放管柱，滑环销钉进入长轨，取样器完成换轨动作，液缸上的孔与中心管取样孔连通，取样器处于开启状态，指定取样位置的流体从液缸上的孔进入，通过中心管上的取样孔流入样品收集桶，完成取样。完成取样后，再次上提下放管柱，滑环销钉进入短轨，取样口与液缸上的孔不连通，上提油管或连续油管，取样器在上提过程中保持关闭状态，提出取样器，卸下样品收集筒，完成取样。

(3)装配步骤。卡紧中心管，依次将扶正体、液缸从左侧套入，将扶正块、板簧装入扶正体槽中，将液缸与扶正体连接至螺纹尽头，将滑环从右侧套入中心管，装入滑环销钉。将调节环由中心管右侧套入，与扶正体连接，调节螺纹，保证滑环销钉自由滑动。分别拧紧中心管与上接头、样品收集桶的油管扣，完成装配。

4 相关技术参数确定

(1)滑环销钉设计计算

式(1)～(3)中：F为滑环销钉承受剪切力，N； τ为销钉材质剪

切强度，MPa；S1为剪切销钉横截面积，mm2；d为剪切销

钉直径，mm。

本设计销钉的工作条件为：滑环销钉剪切力：6kN;销钉个数：2;材料剪切强度：350MPa;设计销钉直径：7mm。

设计滑环销钉不能够被剪断。

(2)板簧受力模拟仿真结果(图3)

由仿真结果可知，板簧符合设计要求。

图1

图2

图3

张建(1988-)，男，辽宁台安人，助理工程师，本科 ，主要从事机械设计工作。