封隔器总体介绍
在高压液体作用下向外扩张,紧贴套管壁。单流 凡尔b防止膨胀液外流,使胶筒胀开,只有在动油 管柱解封时,通道c才打开,于是胶筒回收(如图 2-2)。
❖ 坐封方式:油管憋压。
❖ 解封方式:转动或上提油管,使卸压槽对准单 流凡尔。
❖ 使用场合:
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井;
(1)井壁不规则的裸眼井或套管损坏的
❖
(2)选择性措施和测试 ;
封隔器的理论基础及应用
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第一章、概述
❖ 第一节、前言
❖ 封隔器系指具有弹性密封元件,并籍此封隔环形空 间,隔绝产层,以控制产(注)液,保护套管的井 下工具.
❖ 根据密封部位不同,可分为两种。一种是油套与套 管(或裸眼井壁)之间的密封,谓之“外密封”; 一种是油管或油管密封短接(也称密封段)与封隔 器内腔(或密封腔容座)之间的密封,谓之“内密 封”。
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❖ 二、 锚定部分:
❖ 锚定部分也叫“支撑部分”,其作用是将封隔器支 撑在套管壁上,防止封隔器由于纵向移动而影响密 封性能,或引起封隔器过早解封,主要包括水力锚 和卡瓦等。
❖ 水力锚使用比较广泛。它通常由许多卡瓦牙或锯齿 形锚爪(分布在活塞端部的圆柱面上)构成的。它 既可与封隔器设计成一体,与卡瓦配套使用 ,也可 以单独接在封隔器上
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❖ 四、坐封部分
❖ 坐封部分是使封隔器坐于目的层段后保持 密封状态(即工作状态)的机构。通常, 它包
❖ 括坐封活塞,中心管(或开有轨迹换向槽 的轨迹管),上、下接头,滑环套等。 坐封部分动作时,能起两个作用:
❖ 1、推动锥体,使卡瓦张开(对于带卡瓦 的封隔器来说),并贴压套管壁上。
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❖ 三、 扶正部分:
❖ 扶正部分主要起扶正密封元件的作用(尤 其在井身质量不好的井中),同时也起初 卡作用,以便封隔坐封。这种作用,通常 由扶正弹簧和状如灯笼的扶正器承担。在 转动管柱座封封隔器时,扶正弹簧片以对 套管壁的足够的摩擦力,防止封隔器壳体 随管柱转动。扶正器一般由扶正弹簧罩、 弹簧座和弹簧构成,其作用靠外端呈圆柱 面的扶正块来实现。
❖ 2、压缩弹性密封元件,使之胀大而密封。
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❖ 五、锁紧部分:
❖ 锁紧部分是封隔器一旦坐封后,使之固定于 坐封状态(使密封元件密封后保持不变)的 机构。由于封隔器锁紧机构及动作方式在很 大程度上影响封隔器的可取性,因而是设计 可取式封隔器应予重视的结构部分。它通常 由外中心管、销钉,各种内锁紧机构(如锥 环、锁环、锁扣或锁扣指以及棘轮机构)构 成。
❖
(3)分层采油、注水。
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❖ 3、水力自封式
❖ 结构原理:由于皮碗是过盈的, 故在起下过程中总是紧贴套管壁,每 只皮碗只能承受单向压差,而且压差 越大,皮碗与套管的密封也就越牢。 (如图2-3)
❖ 坐封方式:一般不要求坐封动作
❖ 解封方式:硬拔
❖ 使用场合:(1)压差小的浅井;
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❖ 目前常用的封隔器分为两大类:可取式封隔 器和永久式封隔器。
❖ 对于封隔器本身来说,最关键的部件莫过于 弹性密封元件,有人比之为封隔器的心脏, 因为它在很大程度上影响甚至决定着封隔器 系统井下工作的成败。
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第二节、封隔器的发展
❖ 石油工业的兴起和发展,伴随着封隔器的问世和演变, 早期的封隔器结构简单,用途单一、性能低下。1863年美国 的布赖森发明了裸眼封隔器,1863年美国的图尔特发明了一 种开有油、套压连通孔的单胶筒封隔器,其胶筒是在锥形体 的楔入作用下膨胀的。随后美国的封隔器研究又加快了步伐。
密封封隔器抛光的内部密封腔,限位丝 扣e固定此盘根。
❖ 坐封方式:机械、水力、气压。
❖ 解封方式:不能解封。
❖ 使用场合:(1)高压或油管负荷变化 大,要求长期可靠密封的井;
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(2)油管长度变化大的深井;
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(3)生产条件复杂,坐封的准确
位置比较恶劣。
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❖ 2、水力膨胀式
❖ 结构原理:硫化有金属加强筋的弹性胶筒a,
(2)压力可平衡或油管可锚定
的井;
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(3)只需要成本不高的水力密
封的井。
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❖ 4、支柱式
❖ 结构原理:当封隔器下面的油管 (亦称锚定管)接触下支撑点(井底、下 封隔器、桥塞或台阶)时,油管压重 作用在封隔器上,胶筒在钢碗a、b之 间压缩,锁扣指c弹出接受槽d,(如图 2-4)
❖ 坐封方式:下放压重。
❖ 一、封隔器基本类型 :
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❖ 为了做好封隔器的预选工作,有必要了解封 隔器有哪些类型,其主要结构性能和使用条 件是什么。
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❖ 1、永久式
防突部件c保护胶筒瓣 阀d插入油管后保持常开状态,拔出即
关闭,此油管底部带有盘根密封,用以
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第三节、封隔器的结构
❖ 一、密封部分:
❖ 密封部分是在外力(机械力或液压力)的作用下, 发生动作,最终密封环形间隙,防止流体通过的机 械。它是封隔器的关键部件,主要由弹性密封元件、 赖以安装密封元件的钢碗、隔环(挡圈)和各种防 止密封元件“肩部突出”的“防突”部件构成。其 中,密封元件是至关重要的核心部件,通常制作成 “圆筒状”,所以也俗称胶筒。只是近来为了实现 油管与封隔器之间的内密封,密封元件才制作成各 种形状(如V形)的盘根。
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❖ 六、 解封部分
❖ 解封部分是使油、套连通,进而导致卡瓦 收回,胶筒恢复原状,以利于起封的机构。 对于丢式封隔器,则需另行配备专用的坐封 和解封工具。它通常由平衡活塞、平衡阀 (循环阀)、循环孔(连通孔)、缸套或解 封套、解封销钉构成。
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第四节、封隔器的类型
❖ 解封方式:上提油管。
❖ 使用场合:
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(1)作为上封隔器堵漏;
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(2)预计没有高压的井;
❖ 苏联30年代初,阿塞拜疆油田首先采用正反扣螺栓式封隔器, 1963年阿塞拜疆矿机研究所研制了结构比较完善的尾管式封 隔器,但其下入深度只有300~650米,有效工作压差不超过 2.5MPa。
❖ 近几十年,随着钻井、完井工艺不断向高压、高温和复杂的 深部地层方面发展,对封隔器提出更高的要求。
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