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注水工艺技术研究(四)
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3.3.配水嘴的选择及嘴损的计算
3.3.1嘴损的计算：
以下按两种情况进行分析。（参考《建筑中文网》）
当油层无（不装配水嘴）注水时，注入量与注入压力的关系：
（5-19）
式中 
（5-20）
而 
（5-21）
当油层控制（装上配水嘴）注水时，注入量与注入压力的关系：
（5-22）
式中 
（5-23）
而 
（5-24）
以上式中，
——油层吸水指数，
；
——注水时油管内的沿程阻力损失，
；
——分层无控制时的注水量，
；
——与 对应的井口配注压力， ；
——静水柱压力， ；
——注水时通过水嘴的压力损失， ；
——油层开始吸水时的井底压力， ；
——无控制注水时的有效井底注入压力， ；
——控制注水时的有效井底注入压力， ；
——根据设备条件确定的井口注水压力， 。
3.3.2水嘴的选择：
1嘴损曲线法：
①根据测试资料绘制分层吸水指示曲线
②在分层指示曲线上查出与各层段注水量相对应的饿井口配注压力
③计算各层嘴损压差
④借用嘴损压差值和需要的配注量在嘴损曲线上查出水嘴尺寸。
2简易法：对于调整水量不大的层段选配水嘴直径
4.实现分层注水管柱及配套工具结构原理分析
4.1分层注水常用工具
4.1.1封隔器的分类及型号编制
⑴ 封隔器的分类
封隔器封隔件实现密封的方式进行分类。
自封式：靠封隔件外径与套管内径的过盈和工作压差实现密封的封隔器。
压缩式：靠轴向力压缩封隔件，使封隔件外径变大实现密封的封隔器。
扩张式：靠径向力作用于封隔件内腔，使封隔件外径扩大实现密封的封隔器。
组合式：由自封式、压缩式、扩张式任意组合实现密封的封隔器。
⑵ 封隔器型号编制
编制方法：按封隔器分类代号、固定方式代号、坐封方式代号、解封方式代号及封隔器钢体最大外径、工作温度/工作压差六个参数依次排列，进行型号编制，其形式如下：
SHAPE \* MERGEFORMAT 
图 8
代号说明：分类代号：用分类名称第一个汉字的汉语拼音大写字母表示，组合式用各式的分类代号组合表示。见表2。
表2 分类代号
| 分类名称 | 自封式 | 扩张式 | 组合式 | |
| 分类代号 | Z | Y | K | 用各式的分类代号组合表示 |
固定方式代号：用阿拉伯数字表示，见表3。
表3 固定方式代号
| 固定方式名称 | 尾管支撑 | 单向卡瓦 | 悬挂 | 双向卡瓦 | 锚瓦 |
| 代号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
坐封方式代号：用阿拉伯数字表示，见表4。
表4 坐封方式代号
| 坐封方式名称 | 提放管柱 | 转动管柱 | 自封 | 液压 | 下工具 | 热力 |
| 代号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
解封方式代号：用阿拉伯数字表示，见表5。
表5 解封方式代号
| 解封方式名称 | 提放管柱 | 转动管柱 | 钻铣 | 液压 | 下工具 | 热力 |
| 代号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
钢体最大外径：用阿拉伯数字表示，单位为毫米(mm)。
工作温度：用阿拉伯数字表示，单位为摄氏度(℃)。
工作压差：用阿拉伯数字表示，单位为兆。
4.2常用分层注水工具的结构、原理
4.2.1封隔器
随着现场井况的变化，封隔器也随之逐步改进，形成了多种多样的、满足各种条件的封隔器。但其最基本的原理都是相通的。下面介绍几种最基本的封隔器的结构和原理。
⑴ Y211封隔器
①结构：见图9。
图9 Y211封隔器
1-上接头 2-调节环 3-“O”型圈 4-边胶筒 5-隔环 6-中胶筒 7-中心管 8-楔形体帽 9-档环 10-防松螺钉 11- 楔形体12-防松螺钉 13-限位螺钉 14-卡瓦 15-大卡瓦档环 16-固定螺钉 17-连接环 18-小卡瓦档块 19-防松螺钉 20-护罩 21-弹簧 22-锁环套 23-档球套 24-档球 25-顶套 26-扶正体 27-压环 28-摩擦块 29-压簧 30-限钉压环 31-滑环 32-轨道销钉 33-防松螺钉 34-下接头
②工作原理：
坐封：按所需坐封高度上提管柱后下放管柱，由件26～30组成的扶正器依靠弹簧29的弹力造成摩擦块28与套管壁的摩擦力，扶正器则沿中心管7轨迹槽运动，轨道销钉32从原来的短槽上死点A经过B到达长槽上死点C的坐封位置。由于顶套25的作用，挡球套23被顶开解锁，从而使卡瓦14被锥体11撑开，并卡在套管内壁上。同时，在管柱重量作用下，件1、2和7一起下行压缩胶筒，使胶筒直径变大，封隔油套环形空间。
解封：上提管柱，上接头1、调节环2和中心管7一起上行，结果轨道销钉32又运动到下死点B，锥体11退出卡瓦14。同时由于扶正器的摩擦力，产生一个向下的拉力，从而卡瓦准确回收及锁球24复位，挡球套23在弹簧21的作用下，自动复位，锁紧装置恢复。与此同时，胶筒收回解封。
⑵Y221 封隔器
①结构：见图10。
图10 ZYY221 封隔器
1-上接头 2-调节环 3-“”型圈 4-长胶筒 5-隔环 6--短胶筒 7-轨道中心管 8-楔形体 9-档环 10、12、19、30、31-防松螺钉 11-楔形体 13-限位螺钉 14-卡瓦 15-大卡瓦档块 16-小卡瓦档块 17-固定螺钉 18-连接环 20-护罩 21-扶正体 22锁环套 23 档环套 24-锁球 25-顶套 26-扶正体 27、32-限位压环 28-摩擦环 29-弹簧 33-转环 34-轨道销钉 35-下接头
②工作原理：
坐封：按所需坐封高度上提管柱后转动管柱，然后下放管柱，由件26～32组成的扶正器，依靠弹簧30的弹力而造成摩擦块28与套管壁的摩擦力，依靠滑动销钉34扶正器就沿中心管7的“J”形槽运动，结果，件34就从下井时槽的末端运动到坐封位置时的顶端，由于顶套25的作用，挡球套23被顶开解锁，从而卡瓦14被锥体11撑开，并卡在套管壁上。同时，件1、2、7就一起下行压缩胶筒，使胶筒直径变大，封隔油套环形空间。
解封：上提管柱，上接头1、调节环2和中心管7一起上行，胶筒收回解封，而轨道销钉34从中心管7“J”形槽的顶端回到末端，锥体11退出卡瓦14，卡瓦就回收解卡，锁球套23在弹簧21的作用下，自动复位，锁紧装置恢复。
⑶ Y341注水封隔器
①结构：见图11所示，主要由三部分组成：座封部分、密封部分、洗井部分。
图11 Y341 注水封隔器
1-上接头 2-“”型圈 3-洗井阀 4-顶套 5-外中心管 6-内中心管 7-胶筒 8-隔环
9-密封环 10-防座剪钉 11-卡瓦座 12-卡瓦 13-锁套 14-解封套 15-活塞 16-连接头 17-下接头
②工作原理：
座封：从油管内加液压，通过连接头16的小孔作用在上、下活塞15上，使活塞推动锁套13和密封环9上行，压缩胶筒，使胶筒7直径变大，封隔油套环形空间，同时液压通过上接头1的小孔作用在洗井阀3上，使洗井阀3下行与外中心管5的内锥面密封，封闭内外中心管的环形空间。放掉油管压力，因卡瓦12和锁套13上的内外齿相互啮合在一起，使胶筒不能返回。
洗井：从套管内加液压，通过顶套4上的侧孔进入内外中心管6和5的环形空间，经锁套13上的侧孔进入下层。
解封：上提管柱，上接头1带动内中心管6，连接头16上行，而外中心管5、锁套13和卡瓦座11、卡瓦12等部件，连接头上行使解封套14上升，件14的内锥面内抱卡瓦12，使卡瓦和锁套13分离，则锁套13和密封环9等部件在胶筒7的弹力作用下下行，从而胶筒恢复。
⑷K344封隔器
图12 K344封隔器
1-上接头 2-“O”型圈 3、7-胶筒座 4-硫化芯子 5-胶筒 6-中心管 8-滤网罩 9-下接头
②工作原理：
从油管内加液压，液压经滤网罩8，下接头9的孔眼和中心管6的水槽作用在胶筒5的内腔，使胶筒5胀大，封隔油套环形空间。放掉油管压力，胶筒即收回解封。
来源: 《建筑中文网》.原文网址：http://www.pipcn.com/research/200903/13904.htm
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