注水注氣單流閥的研制范文

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《江漢石油職工大學學報》2015年第二期

1工作原理

環空壓力上升，當內外壓差達到預定壓力時，滑動芯軸上剪切銷釘被剪斷，滑動芯軸壓縮彈簧向上滑動，循環孔打開；當內外壓差相同或內壓力大于外壓力，彈簧推動滑動芯軸向下滑動，循環孔關閉。可以通過調整剪切銷釘的個數，設定不同的打開壓力，共可安裝6顆銷釘。

2室內試驗

2.1注水注氣單流閥開啟、關閉試驗將試驗工裝套入單流閥，連接700型水泥車，模擬環空打壓，進行了5次開啟試驗。其中，4次開啟壓力為0MPa，1次開啟壓力顯示2MPa（未安裝剪切銷釘），單流閥開啟正常。采用正打壓方式（模擬注水注氣狀態），使心軸繼續下行至單流閥完全關閉。進行關閉試驗5次，泵車快速起壓8～10MPa（管線空間小，起壓快），說明單流閥關閉正常。

2.2注水注氣單流閥銷釘剪切值試驗（氣動泵打壓）單流閥安裝3顆剪切銷釘，模擬反打壓進行開啟試驗。2輪打壓試驗，開啟壓力依次為9．6，10MPa。安裝的銷釘理論剪切值單顆3．2MPa。

2.3注水注氣單流閥整體水密封性能試驗單流閥經過多次開啟、關閉試驗，整體密封性能良好，關閉后正打壓60MPa，壓降小于0．2MPa／30min，密封良好。單流閥整體水密封性能符合設計要求。

2.4注水注氣單流閥整體氣密封性能試驗將試驗用絲堵、試壓接頭與27／8"單流閥兩端絲扣進行連接，并將試壓管線與試壓接頭進行連接，此時，單流閥內滑套呈關閉狀態。將單流閥放入試壓水池中進行氣密封試驗。采用正打壓方式，對單流閥整體試氣壓，試氣壓分別至30，55．2，60．2MPa，各穩壓15min，觀察壓降情況分別為0．1，0．4，0．4MPa，判斷單流閥是否存在泄漏。

2.5室內試驗結論單流閥開啟關閉動作可靠，達到設計性能要求；注水注氣單流閥剪切銷釘剪切值誤差較小，整體水密封性能及氣密封性能均滿足施工要求。

3現場試驗

TKX－XX井施工層段4943．80～6096．00m，地層溫度152℃，作業目的：下入7"MCHR＋注水注氣單流閥多功能完井管柱，若能摻稀自噴則打開單流閥進行摻稀求產；若需向地層注入水或氣，則關閉單流閥進行注水注氣。施工時，首先下入7"MCHR封隔器＋注水注氣單流閥一體化完井管柱（圖2）；然后拆封井器，安裝一號主閥并試壓合格；投Φ28mm鋼球，候球入座，連接管線至采油樹試壓，穩壓15min不降，合格。分級正打壓7，14，17，21MPa，各穩壓5min，封隔器坐封；然后反打壓15MPa，穩壓30min，無壓降，驗封合格。驗封后正打壓至29MPa壓力突降至0MPa，擊落球座；環空打壓至19MPa壓力突降至0MPa，打開注水、注氣單流閥。

4結束語

注水注氣單流閥在西北油田分公司采油三廠首次投入使用并獲得成功，截至2015年1月，已在采油二廠等單位應用10余井次，施工成功率100％。根據后期跟蹤，注水注氣單流閥開啟、關閉操作基本一次成功，多次開關后密封嚴密，可以在起下一趟管柱時完成注氣、替油等多種作業，達到了設計目的，減少了作業工序，降低了作業人員勞動強度，提高了開采效率。

作者：郭銳鋒單位：中國石化江漢石油工程有限公司井下測試公司