同心可调配水器改进与应用

同心可调配水器的应用作者：晁岳昌周宾来源：《现代商贸工业》2015年第14期摘要：随着油田注水开发的不断深入，大斜度井、深井、多层小卡距井逐年增多，分注井数、分注级数、测调工作量逐年增大，对分注工艺测试效率和监测注入参数提出更高的要求，目前油田注水开发中主要是应用偏心配水器来完成分层配注的需要。

但是偏心配水器在油田实际应用过程中暴露出很多难以解决的问题。

为了可以在井下各种复杂环境下可靠而简单的实现精细化分层配水需要，引进了全新的水井分层配水技术：同心可调配水器。

彻底解决了原有偏心配水技术固有的缺点，可以适应各种井下复杂井况。

关键词：分层配水技术；井下工具；复杂井况中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1672-3198（2015）14-0204-021 选题理由随着油田注水开发的不断深入，大斜度井、深井、多层小卡距井逐年增多，分注井数、分注级数、测调工作量逐年增大，对分注工艺测试效率和监测注入参数提出更高的要求，目前油田注水开发中主要是应用偏心配水器来完成分层配注的需要。

但是偏心配水器在油田实际应用过程中暴露出很多难以解决的问题。

例如：井深、井斜、沾污结垢严重以及层间干扰严重等等井况时，往往很难真正实现精细化分层配水需要。

为此，各地油田也在偏心配水工艺和配水方法上也进行了多年的研究和改进，但是收效甚微。

为了可以在井下各种复杂环境下可靠而简单的实现精细化分层配水需要，卫二区引进了全新的水井分层配水技术：同心可调配水器。

彻底解决了原有偏心配水技术固有的缺点，可以适应各种井下复杂井况。

2 工作原理及应用工作原理：当需要对目标层注水调节时，首先系统将测调仪下放至到要注水的目标层上方10米处，通过箱子上开臂按钮或者软件的开臂按钮打开调节臂，开臂到位后井下仪自动停止，并给上位机开臂到位状态信息。

上位机软件显示开臂到位。

下放仪器，完成调节臂与井下的同心配水器的对接。

对接后上位机软件状态显示对接成功。

此时开收臂按钮不起作用。

工艺首先对注水层上部油套管实施两级封隔，保护注水层上部以上的套管不受高压损坏，对注水层位以上的套管存在漏点进行封隔，避免了注入量的损失。

该工艺还采用了GDP配水器，该配水器是改进型空心轨道式配水器，换向可靠性提高，可直接带水嘴下井，不需投捞死芯子，简化了施工工序。

1.2 配套测调技术同心可调分注技术是通过活动阀芯与配水主体在A面上配合位置的不同，改变注水量的大小。

配水主体的A面(如图1)上开孔B，B孔与配水主体和单流阀的环形空间连通，活动阀芯的A面有阀片(如图2)，阀片与活动阀芯连为一体，通过旋转活动阀芯，阀片与配水主体的A面位置的变化，调节注水孔的大小，实现不同的注水量。

1—下接头；2—配水主体；3—活动阀芯；4—单流阀；5—上接头；6—防旋管；7—活动阀芯压簧；8—单流阀压簧；9—固定顶丝；10—O型胶圈。

图1 KTP-94同心测调配水器结构简图图2 KTP-94同心测调配水器同心可调分层注水可进行边测边调，下入一体化测调仪，通过地面仪器监视流量压力曲线，根据实时监测到的流量值，通过地面控制仪调整注水阀水嘴大小直到达到预设流量，可由0 引言延长油田主要为层状油藏，纵向上发育多套含油层系，当对这种油藏进行多层注水开发时，由于油层渗透率在纵向上和平面上的非均一性，注入水就沿高渗透层或高渗透区窜流，而中低渗透层或渗透区却吸水很少，从而引起一系列矛盾，即：层间、平面和层内矛盾。

分层注水工艺通过向注水井中下入封隔器，把差异较大的油层分隔开，在用配水器进行分层配水，使高渗层注水量得到控制，中低渗透率油层注水量得到加强，通过分层调整、测试手段对各类油层实行定量注入；通过对注水压力高或者上部套管漏的笼统注水井，实现顶封保护工艺。

由于部分井区注采层位不连通，通过分层注水部分层位可以实施早期注水，既可以提高差油层注入能力，同时对高渗透油层实行定量控制，也可以保护上部套管不受高压破坏、消除了环套空间水泥环窜漏影响，对漏点上部套管实施了保护，增加了有效注水，从而减小油田开发中的层间矛盾，减缓油井含水上升速度，实现长期稳产。

新技术新工艺清洗世界Cleaning World第35卷第4期2019年4月0 引言油藏开发过程在早期阶段依靠油藏内部自身弹性能力开采，而在开发后期油藏自身能量不足时，则需要依靠一定的外来能量补充，例如边底水驱动、重力驱动、注水注气驱动。

通常而言，注水补充地层能量是最为常见，也是最为经济的天然能量补充方式，已经被各大油田广泛应用[1]。

对于砂岩油藏而言，由于纵向上层位较多，层间、层内干扰问题较为严重，以往注水皆是采用笼统注水或采用偏心分层注水模式，导致注水效率不高，无法合理控制注水量，造成各层吸收效果差异较大。

因此，有效的分层注水工艺技术成为目前注水研究的重要课题，多种类型的配水器被研发出来，包括固定式、空心式、偏心式和集成式等，在一定程度上改善了分层注水的开发效果[2]。

但随着水平井及大斜度井的不断增多，原本配水器工艺技术已无法再满足要求。

胡靖平等（2013）针对层间及层内吸水矛盾突出的问题，为进一步提高注水效果，试验了小卡距分注及桥式同心直测配水工艺，并探讨了该工艺的适应性及需要注意的问题，有效改善了注水效果[3]。

刘颖等（2014）针对大斜度井及水平井分层注水过程常规偏心注水管柱的不适应性，利用Y341液柱注水管柱，配合桥式同心配水器，设计了一套井下可调水嘴配水器系统，现场试验验证了该系统提高了测试注入流量准确性，确保了复杂井型的分层注水工艺的实施[4]。

王琪华（2016）为解决偏心注水系统在注水及测试工艺中误差大以及工艺繁琐耗时的问题，应用了同心分层注、测配水器系统，试验结果验证了测试误差仅为0.82%~4.8%，极大提高了注、测工艺的效率及精度[5]。

陈朋刚等（2017）针对桥式偏心配水器在大斜度井及水平井中分层注水过程测试精度差、工艺繁琐、施工强度大等问题，开展了同心井下可调水嘴配水器的研发工作，并通过地面直读调节设备进行操作及记录，有效提高了流量测试精度及注水效果[6]。

陈朋刚等（2018）针对偏心注水测试系统打捞困难、井下对接难度大、下井工具串遇阻率高和测试成概率低等问题，研发了小排量防反吐同心配水器，具有较大的桥式过流通道，操作简单，现场实施效果较好[7]。

桥式同心配水技术在西峰油田的应用摘要：随着西峰油田开发的深入，层间、层内矛盾日趋凸显，两层分注已不能满足开发要求，需进一步细分层注水。

为提高分注合格率及测调效率，针对常规偏心分注测试存在层间干扰、测试误差大等问题，在西峰油田引进并推广桥式同心分注工艺技术。

本文通过详细介绍桥式同心分注工艺的原理、配套技术及现场实际应用情况，进一步提出油田下步分注工艺发展的方向，满足油田精细分层注水的需要。

关键词：分层注水，分注合格率，桥式同心，西峰油田0 引言近年来，随着西峰油田多层系储层的开发，大斜度深井增加，井筒状况越来越复杂，常规分层注水测试调配工艺也暴露出一定的局限性[1]：一是系统误差大，调控精度低，不能满足油田精细化管理的需要。

常规偏心分偏心管柱采用递减法计算井下流量，由于层间干扰对递减法测试影响较大，若有一层水量测试、计算不准，就有可能影响其它层的水量。

层数越多、注入量越小，误差越大。

二是投捞调配效率低，需反复进行水量测试、投捞水嘴等程序，平均单井测试调配时间2～4天，测试工作量大、作业时间长。

三是对于地层压力大的注水井，投捞和测试作业易形成活塞效应，导致仪器遇卡遇阻事故。

四是现有分注工艺受投捞距离、封隔器卡距的限制，当相邻两级配水器之间距离（配水器跨距）小于7米时，存在投捞难度大，测试成功率低的问题，导致部分井无法实施细分层注水。

为进一步提高分层注水工艺技术水平，重点引进并推广了桥式同心分注工艺技术。

1 桥式同心分层注水技术1.1 桥式同心配水器原理桥式同心配水器主要由同心活动筒、出水口、定位机构等组成。

结构如图1所示表1 桥式同心配水器基本参数表——可调水嘴桥式同心配水工作筒水流出口为两个对称的大小可调的窄长型椭圆出口（如图2所示），在保证最大注入量的情况下，水流量调节分辨率高，实现细分精细化注水。

图2 桥式同心配水器可调水嘴状态图工作原理：桥式同心配水器的水量调节是通过智能测调仪调节爪转动工作筒中心位置的同心活动筒上下移动来调节可调水嘴大小，从而改变注水流通面积，实现注水量大小的调节。

同心测调分层注水技术在大斜度井中的应用摘要：目前大斜度注水井井斜角大，以往采用偏心注水测调一体化技术，打开水嘴时易发生测调仪卡阻，水嘴对接不上等现象，测调成功率低，导致无法完成分层注水的要求。

为解决该难题，引进了同心测调分层注水技术，该技术配水器和测调仪同心对接，解决了大斜度井分层注水的问题。

关键词：大斜度水井分层注水同心测调目前海南三块块共有水井39口，现有分注井23口，最大井斜60°，平均井斜33.7°，为满足分层精细注水的要求，自2010年起浅海公司引进了桥式偏心分层注水技术，该技术的技术原理是，将分层注水封隔器、桥式偏心配水器下到设计位置，连接管线至油管，打压坐封Y341注水封隔器，装井口，连接注水流程，正常注水，当需要洗井时套管打压即可。

该技术管柱采用桥式偏心测调联动技术进行测试。

桥式偏心分层注水技术的优点：1、实现了地面直读控制的机电一体化高效测调工艺，测调效率明显提高；2、井下连续可调式堵塞器，实现无极调节，提高了配水精度；3、双流量测调仪，扩大了工艺适应范围。

经过三年的应用实践，桥式偏心分层注水技术在海南三块的应用效果并不理想，原因如下：由于桥式偏心分层注水技术采用的是偏心配水器，测调时需要测调仪与水嘴对接成功后才能调节注水量，而海南三块部分注水井井斜角大，当井斜角过大时，测调仪与水嘴不易对接，从而无法调整注水量。

根据现场实施情况看，井斜大于30°的井采用采用桥式偏心分注技术，测试成功率低。

为了推进“精细注水、有效注水”工作，进一步提高滩海油田注水开发效果，夯实老区稳产基础，急需改进大斜度井分注技术，提高测试成功率，解决目前大斜度井的分层注水问题。

因此，我们引进同心测调分层注水技术。

一、同心测调分层注水技术1.同心测调分层注水技术机理同心智能配水测调系统主要由地面控制器、井下测调仪器、以及同心配水器组成。

井下测调仪器通过支撑臂和调节头在井下完成和可调同心工作筒的可靠对接，并通过单芯电缆接受地面控制器的控制及向地面控制器进行数据传输。

同心智能配水器在尕斯油田的应用与探讨【摘要】首先针对现役配水器在使用过程中出现的找不准、调不稳、工作强度大、劳动效率低等问题进行讨论分析，积极引进新工艺新技术，探讨现役配水器与tpc-300同心智能配水器在测调技术上的差别，以及数据的真实可靠性。

【关键词】配水器测调技术尕斯油田1 同心智能配水器针对目前投捞调配过程中存在的找不准、调不稳、工作强度大、劳动效率低等问题，采油一厂积极引进新工艺新技术，在尕斯中浅层细分层注水井中试验tpc-300同心智能配水器。

2 同心智能配水器工作原理tpc-300同心智能配水测调系统主要用于油田分层注水井注水量的测量、调配工作。

主要由地面控制系统、井下测调仪器和可调同心工作筒三部分组成。

如图1。

测调原理：井下测调仪器通过支撑臂和调节头在井下完成和可调同心工作筒的可靠对接，并通过单芯电缆接受地面监控器的控制及向地面监控器进行数据传输。

地面操作人员通过地面监控器来控制井下测调仪器和监视当前配水情况。

井下测调仪器可以根据地面监控器发出的控制信息进行相应的张臂、收臂；以及增大或者减小可调配水器出水口开度等动作。

并同时不间断的向地面监控器发送当前的流量、压力、和温度等参数的测量值，将调节结果实时传送到地面监控器中。

地面监控器将测调结果以实时曲线和数字的形式显示出来，方便地面测调人员直观的进行观察和判断。

地面测调人员也可以根据当前的流量值随时对测调动作做出干预的操作。

同心配水工作筒水流出口为两个对称的大小可调的窄长型椭圆出口，在保证最大注入量的情况下，实现水流量调节的高分辨率，实现细分精细化注水。

如图2。

同心配水工作筒的水量调节是通过专用调节器转动工作筒中心位置的同心活动筒，来改变注水流通面积，从而实现注水大小的调节。

同心活动筒的关键部位为陶瓷。

在关死后，同心活动筒下部为”凸”型密封圈密封，可做到完全关死，无渗漏。

专用同心智能测调仪和同心配水工作筒在井下的对接也是同心对接。

在大斜度井和井壁沾污严重的井中，也可进行正常对接，实现测调同步进行。

70文东油田经过近30年的开发，以进入高含水精细注水开发阶段，但由于文东油田具有油藏埋层深、高温、高压的特点，平均注水压力达29MPa，平均井深达到3100米以上，现有偏心投捞调配技术受井深、压力等因素影响，测试投捞不便，调配成功率低，无法应用于文东深井，严重阻碍了文东精细注水的发展。

为了达到文东深井分层调配目的，中原油田工程技术人员经过一年来的研究、设计、试验，成功研制了深井同心配水分层测调技术。

1　投捞调配常见问题分析偏心配水器投捞工艺作为较为成熟的分注调配工艺，基本满足了油田分层配水需要，但在现场应用过程中仍然发现了不少问题，井深、压力、沾污等因素对投捞影响较大，不能适用于文东深井分层注水。

投捞调配主要存在以下问题：①易遇阻。

主要原因为油管壁污油、结垢等造成管壁脏、油管缩径。

起下操作时，钢丝下放速度不稳定，造成投捞爪提前打开遇阻。

②捞不到、投不进。

主要原因为井筒脏，污油、垢之类堵塞在工作筒中，大井斜的井导向难度比较大，投捞器导向爪尖被多次撞击磨平，不能正常导向。

③易卡。

主要原因为堵塞器在偏配内放置时间过长，结垢使之难以分离，捞出的堵塞器在上提过程中脱落卡在油管与投捞器之间。

2　同心测调技术从现有偏心配水器在投捞调配面临的问题入手，优化调配方式为同心调配。

研制出了同心智能配水器及测调一体式专用工具，该技术采用同心配水工作筒和可调水嘴一体化设计，不再需要进行水嘴投捞工作，井下调节器与配水工作筒的定位对接采用同心对接，对大斜度井和沾污严重的井况对对接成功率影响不大，可适应深井高压分层配水需要，能够满足文东深井高压分注要求。

2.1　组成及结构同心测调技术主要由同心配水工作筒、井下专用测调器、地面控制器组成。

2.2　工作原理对目标层注水调节时，首先将测调仪下放至到目标层上方10米处，通过计算机上软件的开臂按钮打开调节臂，开臂到位后井下仪自动停止，上位机软件显示开臂到位，下放仪器，完成调节臂与井下的同心配水器的对接。

同心可调配水器的应用研究随着石油产量的不断增加和油田开采的不断深入，注水开发已经成为油田常态化开发手段和实现稳产的有效技术措施。

近年来，科学技术的快速发展促进了钻井技术的不断创新和发展，深井、大斜度井、多层小卡距井的数量逐年增加，分层注水、分级注水井的数量以及测调工作量也在不断加大，同时也对分注工艺测试效率和监测注入参数提出了更高和更为严格的技术要求。

传统的偏心配水器无法适应钻井新技术发展的需求，因此开发研制新型配水器非常必要。

实践证明，同心可调配水器的应用有效解决了偏心配水器的缺点和不足，对各种井下复杂情况都可有效发挥作用，本文对此进行研究。

标签：同心可调配水器;分层分级注水;应用研究近年来，随着钻井技术的发展，深井、大斜度井、多层小卡距井的数量不断增多，分层注水、分级注水井及调测工作量大幅度增加，并对分注工艺测试效率和监测注入参数提出了更高和更为严格的技术要求。

传统的偏心配水技术存在很多弊端，难以适应钻井技术发展的需求，因此研发新型配水器十分必要[1]。

实践证明，同心可调式配水器能够满足井下各种复杂条件下的配水需求，有效弥补了偏心配水器的缺点和不足，对促进钻井技术的发展具有重要意义。

1 同心可调配水器概述同心可调配水器是由上位机、导管、上接头、中心管、旋转管、可调节水嘴、调节臂、及下接头组成的，并通过计算机系统（上位机）实施系统控制，注水时与专用的一体化测调仪相配合使用。

其中导管的作用是对一体化测调仪起到经向和轴向的上的限位和定位左右，旋转管通过旋转可有效调节注水阀水嘴开启大小的功效，即调节注水量。

旋转管是由高质量的不锈钢材质之罪而成，不仅具有较强的防腐性能，并且具有扭矩小、调配灵活方便，水嘴连续性调节、注水量调配更加准确可控，各级配水器的内径相同、分级注水层数不受限制，该配水器同时具备返吐功能、在停止注水后能有效防止地层返吐出砂。

实践证明，同心可调式配水器能适应各种复杂的井下环境，应用范围较广[2]。

同心可调配水器的应用同心可调配水器是一种新型的水控设备，它主要是用于将水供应管中的水流平稳地输送到各个设备中。

同心可调配水器不仅具有节能、环保、安全等优点，而且还可以提高设备的使用寿命，减少操作维护的成本。

以下将对同心可调配水器的应用进行详细的介绍。

一、同心可调配水器的原理同心可调配水器主要由三部分组成：水阀、节流装置和调节控制装置。

水阀是一种用来控制水流的设备，能够按照用户的要求调整水流的大小和速度。

节流装置是一种能够减少水流的压力的装置，可以有效地保护设备不受损坏。

调节控制装置能够实现对水流的自动控制，以达到更为精准的节能效果。

二、同心可调配水器的优点同心可调配水器具有以下几个显著的优点：1. 节约用水资源。

由于同心可调配水器能够减少水流的压力和流量，因此可以更好地节约用水资源，减少用水成本。

2. 提高设备的使用寿命。

同心可调配水器的节流装置和调节控制装置能够保护设备，延长其使用寿命，降低设备维修和更换的成本。

3. 运行稳定、安全可靠。

同心可调配水器能够按照用户的要求进行自动控制，避免了因为人为操作失误导致的设备故障和人员意外伤害。

4. 环保节能。

据统计，同心可调配水器的能效比普通水阀高出20%，能够降低用水的能耗和CO2排放量，做到环保节能。

三、同心可调配水器的应用1. 工业领域在工业生产中，同心可调配水器广泛应用于自动化流水线、热冷却系统等领域。

例如，在染色工艺中，同心可调配水器能够实现对染液的精确控制，提高染色的质量和稳定性。

2. 商业领域在商业领域，同心可调配水器主要应用于酒店、游泳池、水景观等场所。

它能够自动地对水流进行控制，保证设备和环境的安全可靠。

3. 建筑领域在建筑领域，同心可调配水器能够广泛地应用于地暖、管道等设施中，它的运行稳定性和节能性让人们的居住和工作环境更加舒适和安全。

四、结论可以看出，同心可调配水器具有很多优势和应用前景。

随着科技的不断发展和人们环保节能意识的不断提高，同心可调配水器必将在更广泛领域得到应用，为社会经济和环境可持续发展做出更大的贡献。