關（guān）於一體式渦（wō）街流量計的工作原理與使用方法（fǎ）分析
點擊次數：2048 發布時間：2021-01-06 11:35:45
摘要：本文圍繞一體式渦街（jiē）流量計的革新與應用進行探討。為提高儲層動用程度、減小多層油田開發的層間矛盾，大慶油田廣泛采取（qǔ）了分層配注技術。應用注入井分層調（diào）配技術能夠測試並調整目標井的配注層段的注入量，是保證分層配注效果的（de）重要手段（duàn）。然而在（zài）注入井（jǐng）分（fèn）層調配工作中，受井下管柱結垢、油套管變形等因素影響，井下工具及（jí）流（liú）量計常常遇卡，解（jiě）卡時鋼絲（sī）所受負荷變大。負荷較大時，鋼絲常常在有砂眼和細微磨損處斷（duàn）裂，從而（ér）造成井下落物。為保證測井的（de）正常注入和其他（tā）測試工作能夠正常順利進行，必須進行（háng）落物打撈工（gōng）作。針對傳統（tǒng）的鋼絲落物（wù）打撈困難問題，對常規鋼絲（sī）落物打撈工具進行了革新，研製了（le）一體式渦街流量計。現場應用表（biǎo）明（míng）：一體式渦街流（liú）量計（jì）在不同注入方式、落物深度及落物原因井中的打撈成功率為100%，說明一體式渦街流量計結構設計合理，製定的使（shǐ）用（yòng）方法得當，具（jù）備進一（yī）步推廣（guǎng）價值。
在注水井分層測試工作中鋼絲落物打撈一（yī）直是困（kùn）擾采油測（cè）試工的一大難題，據不完全統計因（yīn）井下落物而造成作業重配的注水、注聚井中絕大部分是鋼絲落（luò）物（wù）造成的，占總落物（wù）重配（pèi）作業井數的50%以上。造成這一現象的主要原（yuán）因（yīn）是絲落物不容易被抓牢而且（qiě）上提打撈到的鋼絲容易形（xíng）成較大（dà）的鋼（gāng）絲團，堵塞上提（tí）通道，造成二（èr）次（cì）落物，打撈失敗。因此，加工通用的有效的鋼絲落物打撈工具，製定合理（lǐ）的打撈方案是提高（gāo）打撈鋼絲落物的成功率的（de）關鍵。
按照落井（jǐng）鋼絲長短分類（lèi）落井鋼絲可分為帶短鋼絲的落物和帶（dài）長鋼（gāng）絲的落物，在以往打撈井下鋼絲落物過程中常用的打撈工具就是鋼絲（sī）打撈矛。這種打撈矛工具通常分為內鉤（gōu）和外鉤2種，其原理就是通過鋼絲連接配重杆下入井中，鉤住斷落抱團的鋼絲，再從油管中起出即可，實現打撈目的（de）。有（yǒu）時為（wéi）了增大打撈成功率，采取“一把抓”式打撈工具，類似於古代的“飛鉤爪（zhǎo）”。但常規的（de）打撈矛有2個缺點，地衣，由於常規（guī）打撈工具一般都是直上（shàng）直下，不能360°範圍內無死（sǐ）角打撈。*二，常規（guī）打撈（lāo）工具在起出時雖然有的打撈矛也設（shè）置了鎖緊裝（zhuāng）置，但由於鋼絲自帶形變，再加上有時負荷過大，易發生滑脫。針對常規打撈（lāo）工具存在的不足，經過多次現場（chǎng）實踐研製了一體式（shì）渦街流量（liàng）計，一定程度上解決了以往常規（guī）打撈工具存在的不足。
1 一（yī）體式渦街流量計（jì）工作原理
1.1 工具結構
一體式渦街流量計主要由（yóu）強磁吸片、硬鉤、軟鉤、尖矛、轉動軸、連接絲扣六部分組成（見圖1）。打撈（lāo）工具外徑40mm，總長度450mm。轉動軸外徑30mm，長200mm。軟鉤（gōu）2個，軟（ruǎn）鉤成平麵180度排列，軟鉤鉤身直徑6mm，尖矛長38mm。硬（yìng）鉤6個、硬鉤角30°，強磁吸片鑲嵌在硬（yìng）鉤鉤身上。轉動（dòng）軸與硬鉤鉤身之間分（fèn）別開槽，鑲（xiāng）嵌直徑6.5mm滾珠（zhū），轉動軸依靠滾珠實現自由轉動，並（bìng）且依靠滾珠實現轉動軸與硬（yìng）鉤間的鎖（suǒ）定。
1.2 一體式渦街流量計工（gōng）作原理（lǐ）
1.2.1 轉動軸
設計時在轉動軸與（yǔ）硬鉤鉤身之間的開槽內（nèi）鑲（xiāng）嵌滾珠，轉動軸依靠滾（gǔn）珠實現自由轉動，並且（qiě）依（yī）靠滾珠實現轉動軸（zhóu）與硬鉤間的鎖定。在轉動軸的另一端設置了盤根槽，可以防止打撈工具在轉動過程中退扣（kòu）造成二次落物。打撈落物時依靠鋼絲的右旋特性和落物與油管內壁的摩擦作用產生轉動，促使（shǐ）鋼（gāng）絲纏繞在打撈工具上，實（shí）現打撈鋼絲的初步固定，是短鋼（gāng）絲落物（wù）打撈的基（jī）礎。
1.2.2 硬（yìng）鉤
該部分采用與工具主體一體（tǐ）連接的方式，兩側對稱，鉤齒與工具主體所稱角度較小，所能承受的額定負荷更大，如圖1顯示，在與軟鉤配合下能夠更好地抓住鋼絲，上提時受力（lì）增強，有效提高打撈的成功率。
1.2.3 強（qiáng）磁吸片（piàn）
該部分位於本裝置的中間位置，采用具（jù）有強力磁性的材料物質製成，並且強磁吸片在硬鉤的（de）中間不（bú）會（huì）與油管內壁直接接觸，防止了（le）打撈工具在下（xià）入過程中粘貼油管或（huò）者配水器而無法繼（jì）續下入。強磁吸片的主要（yào）有2個功能：地衣（yī）是用於吸（xī）附（fù）細小的鋼絲及其（qí）他（tā）落物，解決常規打撈矛不易打撈細小落物的問題；*二是通過強磁的吸力將鋼絲斷頭或部（bù）分鋼絲吸起，使鋼絲更容易使進（jìn）入打撈鉤內。
1.2.4 尖矛
尖矛采取J55鋼製作成尖（jiān）錐狀（zhuàng）、形狀較粗（cū），在本打撈工具下入井中時好（hǎo）先與鋼絲落物接觸，其推壓鋼絲使其成團，當鋼絲壓縮到（dào）一定程度時，由於鋼絲形變產生的彈性勢能使鋼絲更容（róng）易套入打撈鉤內。
1.2.5 軟鉤
該部分采用類似常規打撈矛的倒鉤（gōu）設計，同樣是兩側對稱（chēng），下井時緊貼油管內壁，由於鉤體與打撈工具之（zhī）間存在空（kōng）隙，同時軟鉤本身形狀較細（xì），更容易鉤住（zhù）成團的鋼絲，此外隨著尖矛不（bú）斷（duàn）推壓鋼絲，軟鉤更容易穿過鋼絲，使鋼絲掛（guà）於硬鉤內，通過與（yǔ）硬鉤配合更好（hǎo）地抓住鋼絲。
2 一體式（shì）渦街流量計使用方法
使用時一體式渦街流量（liàng）計時*先要檢查鉤身能否自由轉動，不能自由轉動（dòng）要清除鋼珠開槽內的油汙，鋼珠磨損時要及時更換。要求軟鉤焊接良好，能夠自由壓縮並彈回，軟鉤處於自由狀態時其（qí）外徑要小於44mm。打撈工具（jù）部盤（pán）根不破損。自鋼絲繩帽依（yī）次連接加（jiā）重杆、震擊器和一體式渦街流量計。下井時過注水井閘（zhá）門前可能會卡閘門，可通過地麵緩慢起下打撈工具解卡，下（xià）井過程中（zhōng）要按照（zhào）相關標準不得超速，並且要試探性下（xià）入、防止打撈工具下入過深造成打撈的（de）鋼絲團過大（dà）卡死油管，造成打撈失（shī）敗。
3 應用效果（guǒ）
在大慶油田*三采油廠北3-6-P71井（jǐng）測試（shì）時，當儀器下至井下800m時，由於鋼絲有砂眼，800m鋼絲連同流量計（jì）一（yī）起掉井，該井（jǐng）球（qiú）座深度為1200m。為此進行了落物打撈。*先使用兩片通井工具將井內鋼絲壓成一團。再使用旋轉式打撈矛下入井內，抓住落物（wù）完成打撈。使用（yòng）旋轉式打（dǎ）撈矛打撈鋼絲落物時打（dǎ）撈矛應有一定的質量，要平穩操作、慢起慢下。
表（biǎo）1為一體式渦街（jiē）流量計打撈統（tǒng）計表，可（kě）以（yǐ）看出自2016年9月開始即在現場進行了應用。為了展（zhǎn）示試驗成果的普遍性，分別從不同注入方式、不（bú）同落物深度、不（bú）同落物原因的（de）角度，共應用3口鋼（gāng）絲落物井，打撈成功為100%。
5 結束語
（1）一體式渦街流量計結構設計合理，旋轉機構實現了井下鋼絲在鉤身上的纏繞，軟硬鉤配合設計實現鋼絲的多角度打撈，強磁片的設計實現了小物件落物的一次性打撈，也防止了短小鋼絲落物的再次出（chū）現。
（2）一體式渦街（jiē）流量計在一定程度上解決（jué）了常規打撈鋼絲工具存在的撈不到、易滑脫等常見問題，使鋼絲落物打（dǎ）撈成功率（lǜ）大幅提升，具有很大的推廣應用價值。
在注水井分層測試工作中鋼絲落物打撈一（yī）直是困（kùn）擾采油測（cè）試工的一大難題，據不完全統計因（yīn）井下落物而造成作業重配的注水、注聚井中絕大部分是鋼絲落（luò）物（wù）造成的，占總落物（wù）重配（pèi）作業井數的50%以上。造成這一現象的主要原（yuán）因（yīn）是絲落物不容易被抓牢而且（qiě）上提打撈到的鋼絲容易形（xíng）成較大（dà）的鋼（gāng）絲團，堵塞上提（tí）通道，造成二（èr）次（cì）落物，打撈失敗。因此，加工通用的有效的鋼絲落物打撈工具，製定合理（lǐ）的打撈方案是提高（gāo）打撈鋼絲落物的成功率的（de）關鍵。
按照落井（jǐng）鋼絲長短分類（lèi）落井鋼絲可分為帶短鋼絲的落物和帶（dài）長鋼（gāng）絲的落物，在以往打撈井下鋼絲落物過程中常用的打撈工具就是鋼絲（sī）打撈矛。這種打撈矛工具通常分為內鉤（gōu）和外鉤2種，其原理就是通過鋼絲連接配重杆下入井中，鉤住斷落抱團的鋼絲，再從油管中起出即可，實現打撈目的（de）。有（yǒu）時為（wéi）了增大打撈成功率，采取“一把抓”式打撈工具，類似於古代的“飛鉤爪（zhǎo）”。但常規的（de）打撈矛有2個缺點，地衣，由於常規（guī）打撈工具一般都是直上（shàng）直下，不能360°範圍內無死（sǐ）角打撈。*二，常規（guī）打撈（lāo）工具在起出時雖然有的打撈矛也設（shè）置了鎖緊裝（zhuāng）置，但由於鋼絲自帶形變，再加上有時負荷過大，易發生滑脫。針對常規打撈（lāo）工具存在的不足，經過多次現場（chǎng）實踐研製了一體式（shì）渦街流量（liàng）計，一定程度上解決了以往常規（guī）打撈工具存在的不足。
1 一（yī）體式渦街流量計（jì）工作原理
1.1 工具結構
一體式渦街流量計主要由（yóu）強磁吸片、硬鉤、軟鉤、尖矛、轉動軸、連接絲扣六部分組成（見圖1）。打撈（lāo）工具外徑40mm，總長度450mm。轉動軸外徑30mm，長200mm。軟鉤（gōu）2個，軟（ruǎn）鉤成平麵180度排列，軟鉤鉤身直徑6mm，尖矛長38mm。硬（yìng）鉤6個、硬鉤角30°，強磁吸片鑲嵌在硬（yìng）鉤鉤身上。轉動（dòng）軸與硬鉤鉤身之間分（fèn）別開槽，鑲（xiāng）嵌直徑6.5mm滾珠（zhū），轉動軸依靠滾珠實現自由轉動，並（bìng）且依靠滾珠實現轉動軸與硬（yìng）鉤間的鎖（suǒ）定。
1.2 一體式渦街流量計工（gōng）作原理（lǐ）
1.2.1 轉動軸
設計時在轉動軸與（yǔ）硬鉤鉤身之間的開槽內（nèi）鑲（xiāng）嵌滾珠，轉動軸依靠滾（gǔn）珠實現自由轉動，並且（qiě）依（yī）靠滾珠實現轉動軸（zhóu）與硬鉤間的鎖定。在轉動軸的另一端設置了盤根槽，可以防止打撈工具在轉動過程中退扣（kòu）造成二次落物。打撈落物時依靠鋼絲的右旋特性和落物與油管內壁的摩擦作用產生轉動，促使（shǐ）鋼（gāng）絲纏繞在打撈工具上，實（shí）現打撈鋼絲的初步固定，是短鋼（gāng）絲落物（wù）打撈的基（jī）礎。
1.2.2 硬（yìng）鉤
該部分采用與工具主體一體（tǐ）連接的方式，兩側對稱，鉤齒與工具主體所稱角度較小，所能承受的額定負荷更大，如圖1顯示，在與軟鉤配合下能夠更好地抓住鋼絲，上提時受力（lì）增強，有效提高打撈的成功率。
1.2.3 強（qiáng）磁吸片（piàn）
該部分位於本裝置的中間位置，采用具（jù）有強力磁性的材料物質製成，並且強磁吸片在硬鉤的（de）中間不（bú）會（huì）與油管內壁直接接觸，防止了（le）打撈工具在下（xià）入過程中粘貼油管或（huò）者配水器而無法繼（jì）續下入。強磁吸片的主要（yào）有2個功能：地衣（yī）是用於吸（xī）附（fù）細小的鋼絲及其（qí）他（tā）落物，解決常規打撈矛不易打撈細小落物的問題；*二是通過強磁的吸力將鋼絲斷頭或部（bù）分鋼絲吸起，使鋼絲更容易使進（jìn）入打撈鉤內。
1.2.4 尖矛
尖矛采取J55鋼製作成尖（jiān）錐狀（zhuàng）、形狀較粗（cū），在本打撈工具下入井中時好（hǎo）先與鋼絲落物接觸，其推壓鋼絲使其成團，當鋼絲壓縮到（dào）一定程度時，由於鋼絲形變產生的彈性勢能使鋼絲更容（róng）易套入打撈鉤內。
1.2.5 軟鉤
該部分采用類似常規打撈矛的倒鉤（gōu）設計，同樣是兩側對稱（chēng），下井時緊貼油管內壁，由於鉤體與打撈工具之（zhī）間存在空（kōng）隙，同時軟鉤本身形狀較細（xì），更容易鉤住（zhù）成團的鋼絲，此外隨著尖矛不（bú）斷（duàn）推壓鋼絲，軟鉤更容易穿過鋼絲，使鋼絲掛（guà）於硬鉤內，通過與（yǔ）硬鉤配合更好（hǎo）地抓住鋼絲。
2 一體式（shì）渦街流量計使用方法
使用時一體式渦街流量（liàng）計時*先要檢查鉤身能否自由轉動，不能自由轉動（dòng）要清除鋼珠開槽內的油汙，鋼珠磨損時要及時更換。要求軟鉤焊接良好，能夠自由壓縮並彈回，軟鉤處於自由狀態時其（qí）外徑要小於44mm。打撈工具（jù）部盤（pán）根不破損。自鋼絲繩帽依（yī）次連接加（jiā）重杆、震擊器和一體式渦街流量計。下井時過注水井閘（zhá）門前可能會卡閘門，可通過地麵緩慢起下打撈工具解卡，下（xià）井過程中（zhōng）要按照（zhào）相關標準不得超速，並且要試探性下（xià）入、防止打撈工具下入過深造成打撈的（de）鋼絲團過大（dà）卡死油管，造成打撈失（shī）敗。
3 應用效果（guǒ）
在大慶油田*三采油廠北3-6-P71井（jǐng）測試（shì）時，當儀器下至井下800m時，由於鋼絲有砂眼，800m鋼絲連同流量計（jì）一（yī）起掉井，該井（jǐng）球（qiú）座深度為1200m。為此進行了落物打撈。*先使用兩片通井工具將井內鋼絲壓成一團。再使用旋轉式打撈矛下入井內，抓住落物（wù）完成打撈。使用（yòng）旋轉式打（dǎ）撈矛打撈鋼絲落物時打（dǎ）撈矛應有一定的質量，要平穩操作、慢起慢下。
表（biǎo）1為一體式渦街（jiē）流量計打撈統（tǒng）計表，可（kě）以（yǐ）看出自2016年9月開始即在現場進行了應用。為了展（zhǎn）示試驗成果的普遍性，分別從不同注入方式、不（bú）同落物深度、不（bú）同落物原因的（de）角度，共應用3口鋼（gāng）絲落物井，打撈成功為100%。
5 結束語
（1）一體式渦街流量計結構設計合理，旋轉機構實現了井下鋼絲在鉤身上的纏繞，軟硬鉤配合設計實現鋼絲的多角度打撈，強磁片的設計實現了小物件落物的一次性打撈，也防止了短小鋼絲落物的再次出（chū）現。
（2）一體式渦街（jiē）流量計在一定程度上解決（jué）了常規打撈鋼絲工具存在的撈不到、易滑脫等常見問題，使鋼絲落物打（dǎ）撈成功率（lǜ）大幅提升，具有很大的推廣應用價值。
上一（yī）篇：關（guān）於dn150渦街流量計在煙氣（qì）脫（tuō）硫排放效果（guǒ）監測係統中（zhōng）的應用