趙立安，趙躍華，王志愿

(中國石油大港油田測試公司 天津 300280)

0 引 言

橋式偏心分層注水技術(shù)[1]是大港油田分層注水主體工藝技術(shù)，利用橋式偏心配水器與封隔器配合實現(xiàn)分層注水。橋式偏心配水器通過橋式偏心堵塞器控制各層注入量。橋式偏心堵塞器分固定直徑水嘴堵塞器和可調(diào)水嘴堵塞器。水嘴嘴損測量執(zhí)行行業(yè)標準《SY/T 5906配水嘴嘴損曲線圖版制作方法》[2]，其工藝特點是井下測量，所需設(shè)備多，施工作業(yè)復(fù)雜，可調(diào)水嘴開度不準確。針對這些問題研制了地面嘴損測量裝置(以下簡稱測量裝置)，利用雙傳感器壓力計實現(xiàn)嘴損壓力精確測量并繪制嘴損曲線圖版。

1 存在問題分析

根據(jù)在用行標《SY/T 5906 配水嘴嘴損曲線圖版制作方法》中6條款規(guī)定，水嘴嘴損在井下測定，需要通過絞車和專業(yè)工具進行投撈堵塞器作業(yè)，將不同直徑水嘴堵塞器投入配水器中進行測量。

可調(diào)水嘴堵塞器水嘴開度需要下入測調(diào)儀進行調(diào)節(jié)[2]?？烧{(diào)水嘴堵塞器的安裝及調(diào)節(jié)[3]參照《SY/T 6797 注水井分層流量實時測調(diào)儀》。將測調(diào)儀下入井內(nèi)，與配水器可調(diào)水嘴堵塞器對接，地面控制測調(diào)儀調(diào)節(jié)臂，轉(zhuǎn)動可調(diào)水嘴堵塞器螺旋機構(gòu)，從而改變可調(diào)水嘴開度[3-5]，如圖1所示。

井下堵塞器可調(diào)水嘴開度是通過記錄調(diào)節(jié)可調(diào)水嘴時間t，計算螺旋機構(gòu)轉(zhuǎn)動圈數(shù)N，來代替不同直徑水嘴的，見式(1)。

N=N總×t/T總

(1)

式(1)中，N為實際轉(zhuǎn)動圈數(shù)；N總為可調(diào)水嘴堵塞器完全打開到完全關(guān)閉總?cè)?shù)；T總為可調(diào)水嘴堵塞器完全打開到完全關(guān)閉所需時間；t為調(diào)節(jié)可調(diào)水嘴時間。

1-地面控制；2-試驗井；3-單芯電纜；4-油管；5-測調(diào)儀調(diào)節(jié)臂；6-測調(diào)儀器；7-可調(diào)水嘴堵塞器；8-配水器圖1 可調(diào)水嘴實時測調(diào)示意圖

這種水嘴嘴損測量方式存在問題有：需要絞車和專用工具進行井下投撈作業(yè)，同時壓力表在地面，壓力表間流體流程較長，存在一定壓力損失；需要專用設(shè)備將測調(diào)儀下入井內(nèi)與可調(diào)水嘴堵塞器對接，由于摩擦和卡頓原因，堵塞器旋轉(zhuǎn)機構(gòu)旋轉(zhuǎn)圈數(shù)與可調(diào)水嘴開度對應(yīng)關(guān)系不一定成立。

2 研制重點及技術(shù)指標

測量裝置主要用于可調(diào)水嘴嘴損測量，為承壓機械結(jié)構(gòu)。研制要點主要包括：1)方便更換堵塞器；2)可調(diào)水嘴調(diào)節(jié)精準可視；3)壓力測量精度高；4)機械結(jié)構(gòu)參數(shù)通用；5)承壓密封。

結(jié)合測試公司現(xiàn)有儀器資源，選定雙傳感器堵塞式壓力計直接測量水嘴前后壓力，減少流程壓力損失影響，且壓力準確度優(yōu)于0.5級；測量裝置實現(xiàn)地面更換堵塞器和可調(diào)水嘴開度可視精準調(diào)節(jié)。

測量裝置設(shè)計技術(shù)指標：

儀器主體外徑Φ89 mm；

外接扣型性參數(shù)符合73.0 mm平式油管標準[6]；

壓力準確度達0.1級；

耐壓不低于10 MPa；

符合《大港油田分注井配套工具及測調(diào)儀器技術(shù)要求》機械參數(shù)要求。

3 研制方案實施

3.1 裝置設(shè)計

地面嘴損測量裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示。該測量裝置主要包括測量裝置主體、油管四通入水短節(jié)和三通出水短節(jié)。

1-絲堵；2-四通油管入水短節(jié)；3-雙傳感器堵塞式壓力計；4-測量裝置主體；5-可調(diào)水嘴堵塞器；6-堵塞器壓板；7-出水連接管；8-三通出水短節(jié)圖2 地面嘴損測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖

測量裝置主體4外徑Φ89 mm，一端為73.0 mm平式油管扣母扣與四通油管扣公扣連接，另一端通過出水連接管與三通出水短節(jié)連接，主體內(nèi)有3個孔，一是貫穿孔，安裝可調(diào)水嘴堵塞器5；二是盲孔，安裝雙傳感器堵塞式壓力計3；三是盲孔，安裝出水連接管7。三孔在主體內(nèi)相互貫通連接?？讖綑C械參數(shù)符合《大港油田分注井配套工具及測調(diào)儀器技術(shù)要求》規(guī)定。

3.2 裝置試壓

測量裝置主體設(shè)計完成后，進行了承壓耐壓檢測。10 MPa條件下試壓穩(wěn)定10 min，測量裝置無刺漏現(xiàn)象，壓力保持穩(wěn)定不降，試壓合格。測量裝置試壓檢測現(xiàn)場及試壓曲線如圖3所示。

華堂村桃形李種植歷史悠久，但普遍種植、銷售還不到10年時間.村里在產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)上也做了一些工作：一是有統(tǒng)一印制的禮盒包裝，在水果市場上打出桃形李品牌；二是建有一個桃形李市場，供農(nóng)戶和外地客商交易；三是組織過一些桃形李種植技術(shù)的培訓(xùn).另據(jù)村支書介紹，村里還與臺灣客商合作開發(fā)過桃形李果酒，但因為桃形李淀粉含量少沒有成功.

圖3 測量裝置試壓檢測現(xiàn)場及試壓曲線

3.3 組裝使用

測量裝置主體組裝(參見圖2)：可調(diào)水嘴堵塞器5安裝在測量裝置主體4貫穿孔內(nèi)，堵塞器壓板6安裝固定在測量裝置主體4上，雙傳感器堵塞式壓力計3安裝在測量裝置主體4注入端盲孔內(nèi)，出水連接管7一端通過螺紋連接到測量裝置主體4出水端盲孔連接，另一端通過螺紋與三通出水短節(jié)8連接。

標定車間安裝使用(參見圖2)：根據(jù)流量標定車間測量環(huán)境和條件，確定是否需要安裝四通油管入水短節(jié)2，若需要，將絲堵1和四通油管入水短節(jié)2連接。

將四通油管入水短節(jié)2與測量裝置主體4連接，注水入水管道與四通油管入水短節(jié)2連接，出水管道與三通出水短節(jié)8連接，完成裝置整體連接。

測量裝置現(xiàn)場連接安裝如圖4所示。測量時，手動旋轉(zhuǎn)可調(diào)水嘴器螺旋機構(gòu),即可精確調(diào)節(jié)可調(diào)水嘴開度。

1-溢流調(diào)節(jié)閥；2-進口閥門；3-試驗井；4-測量裝置；5-電磁流量計；6-出口閥門；7-標準計量池圖4 測量裝置現(xiàn)場連接安裝圖

4 嘴損測量與圖版制作

4.1 測量條件

流量標定供液壓力0.45 MPa，供液流量能力40 m3/h、流量測量精度0.5 m3/h；

雙傳感器堵塞式壓力計耐壓60 MPa、準確度0.1 級，采樣間隔3 s；

堵塞器為可調(diào)水嘴堵塞器，編號：××-11-07951；

每點流量測量時間為3 min，每點測量3次。

4.2 現(xiàn)場測量

圖5 嘴損壓力測試原始曲線(部分)

4.3 圖版繪制

水嘴嘴損曲線圖版繪制按照SY/T 5906中5條規(guī)定進行，測試水嘴流量Q和計算嘴損壓差平方根(Δp)1/2，將每個水嘴在每一個點的平均流量作為X軸，對應(yīng)的嘴損壓差平方根作為Y軸，繪制出各種水嘴內(nèi)徑d(圈數(shù))、水嘴流量Q和嘴損壓差平方根(Δp)1/2的關(guān)系曲線[6]。嘴損測量部分數(shù)據(jù)見表1，嘴損曲線圖版如圖6所示。

表1 嘴損測量數(shù)據(jù)表(部分)

續(xù)表

圖6 ××-11-07951可調(diào)水嘴嘴損曲線圖版

4.4 主要應(yīng)用

根據(jù)繪制的水嘴嘴損曲線圖版，計算礦場常用注水量、可調(diào)水嘴嘴損和圈數(shù)關(guān)系，見表2。根據(jù)分注前水井注入剖面各層注入量和分層配注方案注入量差異，計算二者流量差異[7]，查詢嘴損圖版或表2，得到流量差異對應(yīng)壓力差即為分注時所需嘴損。嘴損曲線可以確定最小注入壓力、分析配注方案和分注工藝可行性、快速指導(dǎo)現(xiàn)場設(shè)定可調(diào)水嘴圈數(shù)，進行直接配水。

表2 常用流量、嘴損和圈數(shù)關(guān)系表

5 結(jié) 論

1)研制成功了地面嘴損測量裝置，并進行了現(xiàn)場應(yīng)用測試，實現(xiàn)了可調(diào)水嘴和固定直徑水嘴嘴損測量和曲線圖版繪制。

2)測量裝置采用雙傳感器電子壓力計和地面更換調(diào)節(jié)工藝，實現(xiàn)地面可調(diào)水嘴精細可視調(diào)節(jié)和精細分級測量，提高了壓力測量精度和測量時效。

3)測量裝置測得的嘴損曲線可用于配注方案和分注工藝設(shè)計，能夠快速指導(dǎo)現(xiàn)場直接配水。