石油课堂 | 三管注水注聚技术
01
三管注水·用途与特点
由三管注水（注聚合物）专用井口装置及相配套的井下注水（注聚合物）工艺管柱共同组成三管分注技术，地面三管注水（注聚合物）井口装置控制每个层的注入量，同时通过流量表测得每个层的注入量，通过压力表与闸板阀相配合检验井下封隔器的密封性质。适合大斜度井及水平井。
02
三管注水·结构组成
三管注水（注聚合物）工艺由专用三管注水（注聚合物）井口装置及井下相配套的三管注水（注聚合物）工艺管柱两部分组成。如图所示井口装置和井下管柱：
（一）三管注水（注聚合物）井口装置：
该装置由大四通，两个小四通，六个闸板阀，三个流量表，三块压力表，两个油管挂，配注调整机构组成，形成了三个注水（注聚合物）通道，I号注入通道，II号注入通道，III号注入通道。每个注入通道安装了流量表、压力表、闸板阀和水嘴。
（1）流量计作用：测量注入层的注入量。
（2）水嘴作用：调节注层的注入量。
（3）压力表作用：测量相对应层位的井口注入压力及检验封隔器的密封性能。
（二）井下管柱：
（1）第一次管柱
|
名称 |
扣型 |
外径(mm) |
内径(mm) |
备注 |
|
油管 |
2 7/8TBG |
73 |
62 |
|
|
上封隔器 |
2 7/8TBG |
114 |
47 |
|
|
插入密封段 |
2 7/8TBG |
105 |
32 |
插入插管内滑套脱落后内径 40mm |
|
滑落球座 |
2 7/8TBG |
89 |
20 |
由2 7/8TBG油管连接工具下井到位后，油管内注水打压，所有的封隔器座封，当压力达到20MPa时，滑落球座打落于花管内，此时，III号注入层的注水（注聚合物）通道打开。
（2）第二次管柱
|
名称 |
扣型 |
外径(mm) |
内径(mm) |
备注 |
|
油管 |
1.9TBG |
接箍外径55.9 |
40 |
|
|
插管 |
1.9TBG |
接箍外径55.9；插管外径40 |
30 |
由1.9TBG油管连接上插管下井，插管到位后，II号注入层的注水（注聚合物）通道打开，内滑套脱落后插管与密封段内形成密封。
（三）作业过程：
（1）第一次管柱作业
由下至上顺序：下封隔器（带滑落球座）、2 7/8油管、插入密封段、上封隔器、2 7/8油管、分级悬挂器外套、2 7/8油管挂。座好油管挂后，油管内打压坐封封隔器，当压力达到22MPa时，滑落球座内滑套打落于花管内。（第一次管柱操作完成）。
（2）第二次管柱作业
大四通上装好专用小四通，下入第二次管柱：由下至上顺序，插管 1.9TBG、油管 、分级悬挂器悬挂机构 、 1.9TBG油管及1.9TBG油管挂，此时插管插入密封段内并将II层注水（注聚合物）通道打开。
（3）地面装置及注水（注聚合物）管线连接
装好顶部小四通，分别装好三个注入通道所配置的闸板阀、流量表、压力表、水嘴调整机构及其相关管线，注水管线与地面注水装置连接。按三层配注量要求，选择水嘴装入配注调整机构中。
（4）封隔器验封及注水（注聚合物）
打开与II层连通注水管线的闸板阀，注水（注聚合物）。观查与I、III层相连注水管线的压力表是否变化，如果压力表没有变化说明上、下封隔器密封可靠。
（5）起管
（i）起出1.9TBG油管及插管:由1.9TBG油管投入直径27mm的钢球，1.9TBG油管内注水打压，当压力大于注入压力8-10MPa时，下级封隔器解封，起出1.9TBG油管。（如果打压解封不能解封，上提2 7/8TBG油管时下封隔器解封）
(ii)起出2 7/8TBG油管及相连接的井下工具,上提管柱当上提力大于管柱悬重15吨时上封隔器解封,起出管柱。如果上提管柱上封隔器不解封，油管内投入直径45mm的钢球，油管内打压将上封隔器解封，起出管柱。
(iii) 封隔器解封，起管过程中出现封隔器卡井情况时，增加上提负荷，封隔器丢手；起出丢开管柱，再用2 7/8连接专用打捞工具打捞。
（四）工具原理及技术参数：
1、FXSGZ（I）-Y441（4、5）-114三管注水（注聚合物）上封隔器：
采用压缩式胶筒密封，双向卡瓦锚定，液压坐封，三种解封方式，首先选择上提管柱解封，提不动可采用油管内投球打压，液压解封，解封后上提管柱将管柱起出，若工具遇卡，增加上提负荷，封隔器丢手，起出丢开管柱，再用2 7/8连接专用打捞工具打捞。
技术参数：
1、最大刚体外径：φ114㎜
2、最小内通径： φ47㎜
3、座封压力： 25-30MPa
4、工作压力： 35MPa
5、工作温度： ≤140℃
6、解封载荷： 140-160kN
7、解封压力： 6-10MPa
2、FXSGZ（II）-Y445（1、5）-114三管注水（注聚合物）下封隔器：
采用压缩式胶筒密封，双向卡瓦锚定，液压坐封，三种解封方式，首先选择液压解封，若投球打压时不起压，可以上提管柱解封，解封后上提管柱将管柱起出，若工具遇卡，增加上提负荷，封隔器丢手，起出丢开管柱，再用2 7/8连接专用打捞工具打捞。
技术参数：
1、最大刚体外径：φ114㎜
2、最小内通径： φ47㎜
3、座封压力： 25-30MPa
4、工作压力： 35MPa
5、工作温度： ≤140℃
6、解封压力： 6-10MPa
7、解封载荷： 140-160kN
3、FXSGZ（III）-105水平井三管注水（注聚合物）插入密封段：
在下井过程中及封隔器坐封时，插入密封段油套不连通；坐封完成后，下入插管，将插入密封段的滑套下行后锁死，将油管与油套环空连通，打开注水II层；之后，插管插入插入密封段的滑套内，与滑套形成密封，将II层与III层封隔。
插入密封段滑套内采用组合式密封形式，密封可靠。插管与插入密封段的滑套密封采用没锁定形式，避免起管时增加负荷，插管密封尺寸4.5m，保证密封可靠。
技术参数：
1、最大刚体外径：φ105㎜
2、最小内通径： φ32㎜
3、工作压力： 35MPa
4、工作温度： ≤140℃
5、滑套打开载荷：20-40kN
6、插入滑套载荷：2-5kN
4、FXSGZ（IV）-55水平井三管注水（注聚合物）插管：
用1.9油管连接下入井内，打开插入密封段的滑套，打开II层，之后插入滑套内部与滑套形成密封。在下封隔器解封时，通过插管内投球打压，将下封隔器解封。起出时上提1.9TBG管柱起出。
技术参数：
1、最大刚体外径：φ55㎜
2、最小内径： φ30㎜
3、密封部分直径：φ40㎜
4、密封部分长度：6500mm
5、FXSGZ（V）-89分级悬挂器：
分级悬挂器由外悬挂短接和内悬挂机构组成，在下每一次管柱时，将外悬挂短接接在设计位置下入井内，下第二次管柱时，将内悬挂机构接在设计位置上，下井到达外悬挂短接处时，内悬挂机构工作，将下端管柱的悬重载荷由外悬挂短接传至2 7/8TBG管柱上，保护1.9TBG油管不被拉断。
技术参数：
1、最大刚体外径：φ89㎜
2、最小内径： φ30㎜
1.9TBG油管外径48.26mm，内径40.9mm，带接箍计算重量为4.09公斤/米，3000米管柱重量是12270公斤；接头连接强度为84935N，等于8667公斤，远小于管柱重量。将分级悬挂器接在1500米位置，去掉悬挂部分剩余重量为6135公斤，满足强度使用要求。
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