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封隔器胶筒失效的原因
封隔器是油田分层开采的一个重要的井下工具,而封隔器的关键部件为胶筒,封隔器对密封件的密封一旦失效有可能造成检泵周期缩短,注气质量下降,招水,堵水无法完成等问题,所以胶筒的质量至关重要。下面介绍一下胶筒失效的原因:
1.胶筒肩部产生裂纹和破损导致失效,产生的原因主要是应力集中,胶筒在轴向压缩力作用下,当轴向载荷大于50KN时,胶筒的工作面完全和套管壁相接触,轴向压缩量达到较大值,导致胶筒破损和裂纹。
2.胶筒产生溶胀导致变形从而密封失败。封隔器密封件一般都是在井下作业,且完全浸泡在石油中,溶剂分子进入到橡胶的胶筒中导致溶胀,密封失败。
3.温度升高加速了胶筒失效的速度。有两个原因,包括应力松|弛和热氧老化引起的胶筒失效。
Y531封隔器使用注意事项
封隔器下井**定要进行通井,刮管,洗井。入井管柱一定要用油管规通过。
下钻平稳,避免猛提猛放,每小时不应**过30根。工具座封位置避开接箍。
坐封封隔器前先反洗井,直到进出口水质一样后再投钢球打压坐封。投球时若用泵车送球,压力不得**过5MPa,尽量不用泵车送球,使钢球自然落位,球在水中的下落速度约为100m/min。
打压坐封封隔器时,泵车排量小于0.5m3/min,油管压力达到8±2MPa时,封隔器旁通关闭,自封皮碗打开,油管压力达到12MPa时,封隔器完成坐封,如需试封,可继续加压到15~30MPa,根据压降及环空出液情况,判断封隔器是否坐封,坐封试压过程一定要控制排量,中间不用停泵。
坐封后的封隔器不能起下管柱、不能洗井。若施工过程中需要卸压,一定要先卸套压后卸油压,施工完成**定要保持油压大于套压,否则旁通阀打开后无法再次关闭。
油压卸掉后,封隔器处于解封状态。在不动管柱的情况下,可多次坐封封隔器,控制泵车排量小于0.5m3/min,油管压力达到12MPa后,即可大排量施工。
施工中为了保护油管和封隔器,减少油套压差,当油套压差大于40MPa时,可在套管内打一定压力的平衡压力。
压裂施工中,如遇砂堵,可立刻反洗井,当套压比油压高1~2MPa时,旁通阀打开。旁通阀打开后无法再次关闭。
封隔器结构与原理
1.结构组成
封隔器是一种敞口、带有钩装壁体的封隔器。主要由J形槽换位机构、机械卡瓦、胶筒和水力锚组成。封隔器可进行以下作业:(1)中途测试(DST)、(2) 完井酸化压裂;(3) 挤水泥作业;(4) 钻井或完井过程中,台风撤离(临时弃井等)的井眼封隔;(5) BOP试压与套管试压。
坐封解封部分由上接头、中XIN管、坐封卡瓦、坐封卡瓦坐、销钉和下接头组成。换向扶正部分由扶正体、摩擦扶正块套筒、摩擦扶正块、J型轨道、弹簧压片和限位环组成。密封部分由上胶筒坐、胶筒、隔环和下胶筒坐组成。锚定部分由锚体、压板、液力卡瓦、沉头螺钉和弹簧组成。在水力锚机构中采用了坚实的卡瓦,它能够承受很大的力,这可以防止封隔器被泵出井口。
2. 工作原理
封隔器下井时,摩擦垫块始终与套管内壁紧贴,凸耳在换位槽的下端,胶筒处于自由状态。当封隔器下到预定井深时,先上提管柱,使凸耳到短槽的上部位置,右旋管柱1~3圈(正常情况),在保持扭矩的同时,下放管柱加压缩负荷。由于右旋管柱使凸耳从短槽到长槽内,加压时下心轴向下移动,卡瓦锥体下行把卡瓦张开,卡瓦上的合金块的棱角嵌入套管壁,尔后胶筒受压而膨胀,直到两个胶筒都紧贴在套管壁上,形成密封。
当负压差较大时,封隔器胶筒以下压力大于封隔器以上静液柱压力时,下部压力将通过容积管传到水力锚,使水力锚卡瓦片张开,卡瓦上的合金卡瓦牙朝上,从而使封隔器牢固地坐封在套管内壁上,阻止管柱上窜。如果起出封隔器,只需施加拉伸负荷,水力锚卡瓦自动收回,再继续上提,胶筒泄掉压力而恢复原来的自由状态,此时凸耳从长槽沿斜面自动回到短槽内,锥体上行,卡瓦随之收回,便可将封隔器起出井筒。
(1)坐封 当坐封时封隔器随油管下至预定设计位置,坐封时,上提钻杆至一定高度(坐封行程+管柱压重的上提高度+胶筒压缩距),右转油管若干圈,然后缓慢下放管柱,机械卡瓦沿导向槽向外伸张,咬紧套管内壁,同时,挤压和压缩胶筒,完成管柱的坐封。是防止工作管柱向上移动。在封隔器下部井眼产生高压向上推举管柱的情况下,液压水力锚张开,卡住套管内壁,从而保持密封胶筒膨胀,防止封隔器受地层压力作用而解封。液压水力锚的牙齿与卡瓦片的牙轮方向是相反的。
(2)解封 施工结束停泵后,液力锚定卡瓦在弹簧回收力的作用下收回壳体内;解封时,先打开循环洗井阀,使油套平衡,然后上提管柱,轨迹中XIN管上行,迫使机械坐封卡瓦沿导向槽下移收回合拢,继续上提,解封整个管柱。
4.技术特点
(1)结构紧凑,集锚定、扶正、坐封、密封多功能于一体,组配简单,使用方便。
(2)锚定机构的液力卡瓦面上设计有若干个高强度的片状“牙齿”,大大增加了锚定的强度和稳定性,保证了施工的顺利进行。
(3)胶筒采用丙烯-聚四氟乙烯材料,耐高温、高压,密封性能可靠,胶筒和端部保护环硫化加工成一体,防止胶筒肩突,提高了胶筒的耐压性能。
(4)坐封机构设计精巧,卡瓦动作灵活自如,工具坐封容易,成功率高,同时合理减小了解封载荷,使施工AN全可靠。
封隔器在注水井段的作用
分层的工艺方法比较多,如油、套管分层配水、多管分层等。单管配水器多层段配水的方法,是井中只下一根管柱,运用封隔器将整个井段封隔成几个互不相通的层段,每个层段都装有配水器。注入水从油管入井,由每个层段配水器上的水嘴操控水量,注入到各层段的地层中。
因为固定配水管柱方便于分配水量已不再运用,而配水管柱可比活动配水管柱间多级的封层,并且具有测验起下责任量小和测验功率初等长处,因而遍及运用。
配水管柱(Ⅰ)主要由紧缩式封隔器和配水器等组成,而配水管柱(Ⅱ)主要由扩张式封隔器和配水器等组成。
分层配水管柱规划的主要根据是各层的指示曲线,它是反映层吸水才干的曲线。另一个根据就是配水嘴的嘴损曲线,它反映了水嘴尺度、配水量和通过配水嘴时的节省丢失三者之间的定量联系,不同结构的配水器的嘴损曲线也不相反。
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濮阳市东昊机械电子有限公司地处龙乡濮阳市濮东产业集聚区。公司成立于2005年,注册资本为2666万元,是以井下工具研发生产制造为主的技术型生产加工企业。公司是*供应商网络成员单位、中石油级物资供应商(封隔器、桥塞),同时也是河南省民营企业、省级企业技术中XIN、。公司建立有完善的管理体系, 先后通过了ISO9001:2000质量管理体系认证、ISO14001:2000环境管理体系认证、OHSAS18001:2007职业健康安全管理体系认证、美国石油协会API 11D1产品认证(桥塞、封隔器),进一步规范了企业管理和提升了产品市场竞争能力。公司成立了由博士**的技术开发研究中XIN,不断开发与油气开采配套的系列产品。近年来相继开发了各类井下隔采、试采工具、水平压裂工具、钻井固井工具及采油工具,先后**多项技术,产品已深入到油田、煤层气等多个领域,销售网络已覆盖石油石化主要油田以及哈萨克斯坦、俄罗斯等国外市场。为较好的为客户服务,目前已成立中原、胜利、长庆、延长等四个办事机构。