可逆式高压单流阀的研制与应用

引言

为了防止油套分注井，由于压力的不同造成的油套倒灌现象，或者因管线穿孔、地面增注系统停泵等原因，造成的地层返水现象的发生。目前所采用的措施都是在注水井工艺流程上安装高压单流阀，但所使用一系列的不同类单流阀都存在着同一个缺点，那就是在改变注水方式或其它措施施工时不能使液体逆向流动，而且阀座经常被其它异物卡住，无法清理，造成阀片不能归位直使单流阀失效。再者平时高压注水流程油套连通上350闸门属于常关状态，由于压力及一些腐蚀作用的破坏，腔体及闸板经常被刺坏，为保障正常注水必需对其及时更换。以上问题给注水井管理工作带来很大的困难。为此经过多次研究摸索和现场实验，研制出了该技术成果。

一、常用高压单流阀所存在的缺点

目前所采用的措施都是在注水井工艺流程上安装高压单流阀，但所使用一系列的不同类单流阀都存在着同一个缺点，那就是在改变注水方式或其它措施施工时不能使液体逆向流动，而且阀座经常被其它异物卡住，无法清理，造成阀片不能归位直使单流阀失效（见图1）。

二、可逆式高压单流阀结构组成及工作原理

图1

图2

表1井号 使用前维修次数次/年使用后维修次数次/年 目前情况WC51-81 2 0 好43-11 1 0 好V43 2 0 好213-22 2 0 好213-15 1 0 好51-190 3 0 好51-22 2 0 好

1、结构

可逆式高压单流阀主要包括阀体、阀座、阀塞、密封丝堵，阀体下端有进水口，阀体侧壁开有出水口，阀座位于阀体下端，阀塞位于阀座上方，阀塞上端连接调节螺杆，调节螺杆上端穿过密封丝堵且与密封丝堵螺纹连接。所述密封丝堵上部与调节螺杆所形成的环形空间内设置高压密封垫，高压密封垫上端连接密封圈压盖，密封压盖上方连接压帽。所述阀塞的上部开有下部内径大、上部内径小的孔，孔的侧壁有缺口，密封螺杆的下端位于孔内，密封螺杆下端的直径大于孔上部的内径。所述阀塞和密封丝堵之间设置弹簧，弹簧套在调节螺杆上（见图2）。

2、原理

正常安装使用时将高压来水管线安装在该单流阀的进口处，出口与井口闸门相连。其主要作用一：当注水井停注时井底压力高于地面压力，高压水柱推动阀塞与阀座紧密接触，将水流回路截死，从而防止因井下液体返吐，造成地层出砂等一系列的井下事故。主要作用二：可以实现单流阀逆向倒流。根据地质或工程要求需将井下液体卸压放出地面时，用板手逆时针旋转密封螺杆使其阀塞上移，即可使井下液体返出地面。主要作用三：可以用于对井口350闸门的保护，安装时高压来水与单流阀出口相连，油套连通350闸门与单流阀进口相连，350闸门倒到全开状态，打开来水闸门该单流即可座封截流来水流向井底，使350闸门闸板无受力状态，从而启到保护闸门的作用。

三、可逆式高压单流阀使用情况

采油二厂四区共有注水井110口，占全厂水井的42%。在2012年4月到2013年8月期间，共维修注水单流阀44井次，其中因阀座异物卡住，造成阀片不能归位，使单流阀失效达28井次，占维修井次的64%。阀座腐蚀造成单流阀失效的有12井次，占维修井次的27%，其它原因占维修井次的9%。使用可逆式高压单流阀后，从2013年8月到2015年2月，没有维修注水单流阀1井次，见到了明显效果。使用效果见表1

从表中7口井的数据所示： 使用可逆式高压单流阀后，维修次数由原来的1-3次降至0次，达到了预期效果。

四、可逆式高压单流阀技术创新点

1、可实现单流阀的反向流动，便于现场工艺流程的操作；

2、可做为高压闸门保护器使用。

五、应用效果及效益分析

1、效果评价

（1）、安全系数高， 耐压达60MPa以上；

（2）、便于清理机械及其它杂质，而且更换方便；（3）、使用寿命长；

（4）、成本低，只有常规单流阀的三分之一；

2、效益分析

该成果自应用以来，我厂因单流阀座不严地层吐砂，造成的井下大修事故井率得到了明显控制。井口350闸门损坏量也得到了明降低，仅2014年就节约350闸门80多个，年节约费用30多万元（350闸门单价成本4200元）同时减少大量的人力劳动强度，为油田精细平稳注水的提供了有力的保障。

六、结论

文章来源：《油田化学》 网址: http://www.ythxzzs.cn/qikandaodu/2021/0314/397.html