108桥式配水器的装配与测试

高育宾　辛督强　万依丹

摘 要：石油的精细化开采是一大工程难题，为了提高石油的开采率，文章设计了一种桥式配水器，其核心功能是通过调整密封盘的角度，使其在防反转的作用力下，固定在主体的卡槽处，从而实现108桥式配水器的保压工作。经测试表明，这种配水器的保压效果达到了设计要求，其优点是能精细化分层注水，提高石油的开采量。

关键词：桥式配水器；分层注水；打压

中图分类号：TE357 文献标志码：A 文章编号：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

根據我国能源现状，石油仍然是不可缺少的一种能源。如何提高单井开采量，是石油开采技术中的一个重大难题。

108式桥式配水器是解决油田分层注水方式开采的不可或缺的测井仪器，也是保证测井系统稳定运行的关键部件之一。一般的桥式配水器在石油测井平台使用的较多的是偏心配水器，虽然相比过去有了较大的进步，但是对于地下环境干扰、油井的深度，油井的倾斜度等因素的影响，偏心配水器在分层注水方面还是存在着较多的不足之处。为此，本文设计了一种新型的108桥式配水器，将配水器安装在管柱的中心处，以弥补偏心配水器的不足之处，从而提高精细化分层注水和石油的单井开采率。

2 结构设计和工作原理

2.1 整体结构

108桥式配水器包括上接头、调节盘、调节组件、出水盘、验封套、密封销、调节套弹簧、主体、调节孔、密封盘、下接头等13个部件，其整体结构如图1所示，各部件参数如表1所示。

2.2 上接头/下接头

配水器的上下接头均采用42CrMo钢材质制造而成，42CrMo钢属于超高强度钢，具有高强度和韧性，淬透性也较好，其外观明亮，钢体厚度适中，有以下优点。（1）省油：折断油路时，上下接头上的单向阀可封闭油路，油不会流出，避免油液、油压损失。（2）环保：接头折断和连接时，油不会洒漏，保护环境。（3）设备化整为零，方便运输：大型设备或是需要便于携带的液压工具，使用快速接头分拆后运输，到达目的地后再组装使用。

2.3 调节器

配水器调节器是由调节盘、调节组件和调节套三部分组装焊接而成，它与密封盘、验封套共同构成了108配水器的保压系统。

2.4 主体

主体的外部直径是108毫米，是108桥式配水器的核心部件，其外观独特，整个圆柱体表面有5个孔，分别是：两个密封螺母孔、两个导压销孔和一个出水孔，在主体的内部有三个孔，具有体积小、硬度强等特点，是连接上下接头的重要组成部分。

2.5 工作原理

配水器是石油开采仪器中的一部分，配水器与油井的分层注水管连接前，水嘴处于封闭的状态，当它与管柱连接并到特定的位置后，会向油管内注入一定的水量，增加水管的压力，随后安装封隔器把它封闭。电缆带动测调仪进入油管后，将其位于固定高度的位置，地面的工作人员给出指令后，由线路引导，把它放入配水器的通道内，定位爪落到某个台阶上[1]。随后，地面可以根据监测到的图像和状态反馈，确定定位爪的状态，给出正、反转动的指令，让其卡入调节孔内，带动侧调装置调整活动筒与水嘴的移动，改变水流的过流面积，调节水量[2]。同时，又因为测调仪位于配水器的主通道内，所以，水流进入配水器后，一部分水流会从其他出口流出，进入油井的其他层次。

3 配水器的装配

（1）首先给主体内部安装108桥式单腰形出水盘，并在主体部位装上配水器导压塞，再将调节盘、调节组件与调节套进行配对组装并焊接，将焊接好的调节器装在出水盘的正上方。（2）将长为151毫米、外径为82毫米的验封套安装在调节器的外部。（3）在主体的下螺纹处拧上与此对接的下接头，同时将防反转杵插入调节器中央，以防止在拧下接头的时候带动调节器的出水盘的转动。（4）将部分已安装好的配水器倒置，再在其主体的上接槽中安装配水器的防转管，并拧上固定螺丝，以免防转管的脱落造成不必要的经济损失。（5）在主体的上螺纹处拧上与此对接的上接头，并在主体的上螺纹处较近的口，拧上第一个密封螺母，为了在打压之前能够完全地排尽配水器里边的空气。此时整个108配水器的安装已经完成，待下一步的测试与故障排查。

4 配水器的测试

4.1 測试仪器

108桥式配水器打压是采用4DSY-2.5MPa型号的高压试压泵，打压表的精度是0.5MPa，适用于以水为介质或液体压油为介质，具有操作方便、保压稳定、结构合理等特点[3]。本次测试是将配水器的打压上限设置为30MP。为提高压力测试的安全性，所以打压泵是置于铁质槽里边，是采用木质悬空的设计结构，这样结构设计不仅可以减小反冲力造成的伤害度，还可以提高水资源的重复利用率。

4.2 测试方法

通过分集水箱的管道往系统缓慢注水，同时排出配水器中的空气。待系统充满水后，进行水密性检查，并拧上密封螺母。采用自动压力泵缓慢提升系统压力。待系统升压至规定试验压力后，停止增压，稳压10分钟后，观察压力表看是否出现掉压现象。

4.3 测试结果及分析

随机选取5个配水器产品进行了打压测试，其结果如表2所示。从表中可以看出有三个配水器没有掉压，最大的压差值为2（MP），有一个掉了1（MP），均不超过设计所设定的最大压差5（MP），则表明配水器达到了设计要求，为合格产品。根据油井开采平台的实际需求，一般配水器是在地下500米到1000米的土壤中工作，单次工作时间为20到25分钟左右[4]，108桥式配水器的测试结果符合出厂产品。

5 结束语

108桥式配水器的外径只有108mm，由于直径小，在下井时不易遇阻遇卡，并可下入防砂管柱里配水器的应用，可以弥补油井配水时偏心配水管的不足，减少工作人员的工作量，加快了它的推广。为进一步扩大其应用的范围，需实现配水器各项技术的改进，优化油井的注水工作。

参考文献：

[1]于九政，王子建，罗必林.深井多级分注工艺管柱研制及应用[J].石油机械，2012，40（10）：88-90.

[2]王建华，孙栋，李和义.精细分层注水技术研究与应用[J].油气井测试，2011，20（4）：41-44.

[3]贾兆军，李金发，陈新民.桥式偏心分层注水技术在平方王油田的试验[J].石油机械，2016，34（3）：66-68.

[4]张玉荣，闫建文，杨海英.国内分层注水技术新进展及发展趋势[J].石油钻采工艺，2014，33（2）：102-107.