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扩张式封隔器工作原理介绍
扩张式封隔器工作原理主要是:扩张式封隔器工作时用油管连接下入油、气井套管内,为了顺利下入和起出,扩张式封隔器未座封时的较大外径都小于套管内径。下入到井内预定位置后,向油管内注液打压,液体经扩张式封隔器中XIN管上的座封通道进入中XIN管和胶筒之间的间隙,将具有弹性的胶筒扩张,直径变大,使胶筒外径紧密贴合在套管内壁上,套管内径和封隔器外径的环形空间被胶筒隔开,此即为扩张式封隔器座封后所要达到的目的。当扩张式封隔器完成预计封隔工作周期后,需要将封隔器解封,然后提出井外。解封时,将油管内压力泄掉,扩张式封隔器胶筒在自身弹用下回弹,将胶筒和中XIN管间液体排回到中XIN管内腔,胶筒直径恢复到座封前状态,此即为解封。
目前扩张式封隔器存在问题:常见扩张式封隔器胶筒与中XIN管硫化为一体,液体通过中XIN管侧壁过液孔进入中XIN管与胶筒之间的间隙,使具有弹性的胶筒扩张,在实际使用过程中常出现胶筒撕裂开缝、硫化处脱离等情况,导致密封失效;在压裂时使用,压裂砂会随液体进入中XIN管与胶筒间隙,在解封时压裂砂不易排出,胶筒回收不完全,甚至不解封。可见目前扩张式封隔器存在的问题是:胶筒扩张时易撕裂开缝、硫化处易脱离,在井下重复使用次数少、存在卡井风险。
扩张式封隔器包括很多型号,其中k344扩张式封隔器是一种封隔器,应用于油田的分层注水、分层酸化、分层挤堵、分层压裂等施工工艺。
封隔器的结构原理及常见用途
封隔器的结构
说到这里,就聊聊咱们自己常用的封隔器吧!按照座封方式来划分的话,咱们常用的是液压式封隔器和机械式封隔器两类。
液压式坐封封隔器有Y241封隔器、Y341封隔器、Y344封隔器等,发现共同点了吧,中间的4代表液压座封。
机械式坐封封隔器有剪销封隔器、Y211封隔器,还有**提到的PT卡瓦封隔器。
咱们就以P-T封隔器为例,来看看封隔器的结构。
P-T封隔器由旁通、密封元件和卡瓦总成三部分组成。
1、旁通孔有较大旁通面积,旁通道由端面密封关闭,可开可关,其作用是在起下钻时,液体可从管柱内部流过,减少起下钻阻力和抽汲作用,在解封的时候又可平衡封隔器上下方的压力。
2、密封元件则主要是胶筒,用于分隔环空与地层,受挤压的时候膨胀封隔油套管之间的环形空间。
3、卡瓦总成包括锥体、卡瓦、摩擦垫块、垫块外筒定位凸耳和弹簧等,像不像一把随时撑开的伞?
下面咱们还是以P-T封隔器为例,谈谈座封和解封原理。
封隔器的原理
如果大家打开封隔器,会发现座封心轴上有两个换位槽,一个是人工槽,另一个是自动槽,通常凸耳放于自动槽内。
手动保险槽的座封方法是:上提,右旋工具四分之一转并下放坐封封隔器,解封时,上提,并左旋工具四分之一转。
自动保险槽的座封方法是:上提,右旋,在保持右旋扭矩的同时下放座封封隔器。解封时,上提,此时凸耳将自动沿斜坡向上,到达J形槽解封位置。
咱们就以自动槽为例,来聊聊整个过程。
下井过程中
凸耳是在自动槽的短槽之中,摩擦块始终与套管内壁紧贴,胶筒处于自由状态,旁通道是打开的。
下到深DU后
1. 先上提管柱,使凸耳在短槽的下部位置。
2. 再右旋管柱1-3圈,由于管柱旋转,凸耳到长槽内。
3. 在保持扭矩的同时,下放管柱加压缩负荷,加压时座封芯轴向下移动,端面密封与密封唇吻合而关闭旁通。
4. 继续加压,锥体下行使卡瓦胀开,卡瓦上的合金块的棱角嵌入套管壁,胶筒受力膨胀,密封油套管环形空间。
解封时
只要上提管柱,即可起出封隔器。
封隔器的常见用途
PT卡瓦封隔器:靠旋转管柱坐封,上提管柱解封,主要用于试油测试和压后排液。
剪销封隔器与PT卡瓦封隔器组合:用于双封测试和排液,靠管柱吨位压缩胶筒坐封,上提管柱解封。
Y211封隔器:主要用于斜井测试和排液,斜井中管柱无法旋转。它是靠上提下放管柱坐封,上提管柱解封。
Y241和Y341封隔器组合:是目前不动管柱压裂工艺使用的工具,Y241封隔器带有单向卡瓦,它们都靠油管内加压压缩胶筒封隔器坐封,坐封后胶筒能保持锁定压缩状态,上提管柱解封。
Y344封隔器:是水力压缩式封隔器,油管内加压封隔器坐封,没有锁定机构,油管泄压后封隔器便解封。
封隔器的种类、结构、原理、用途多种多样,的封隔器研发应用,已经成为石油技术服务企业的**。
拖动压裂封隔器的开发与应用
根据各油水井现在的情况,为了解决减少成本、增加产液量的情况,技术人员通过现场的跟踪与调查,设计出新型的拖动压裂封隔器,来解决对应的问题。
拖动压裂封隔器
下井时,轨道销钉处于短轨道上死点,卡瓦被锁在中XIN管上,保证顺利下井。当拖动压裂封隔器下至到设计位置时,上提管柱一定高度,轨道销钉滑入长轨道,然后下放管柱,使控制销钉切向至长轨道,卡瓦推动锥体,迫使卡瓦受力,并咬在套管内壁上,使密封件径向胀大密封油套管环形空间完成座封。
解封:上提管柱胶筒、卡瓦复位,拖动压裂封隔器解封。
拖动压裂封隔器具有以下特点:
1.采用上提下放管柱方式座封,上提方式解封,操作工艺简单。
2.采用单卡瓦支撑,座封、解封灵活可靠。
封隔器操作要求与注意事项
(一)搬运过程中,轻搬轻放;
(二)卡封管柱下井**定要丈量准确,确保封隔器下到设计位置,避开接箍,现场配备1.5m或2m油管调整短接,满足调整管柱和坐封需要;
(三)卡封管柱一定要逐根用标准内径规通径,丝扣清洁,涂密封脂,上紧丝扣;
(四)封隔器开装后要仔细观察是否松扣、脱节,检查胶筒是否有裂纹,如有立即更换成新的胶筒;
(五)水力锚总成与封隔器连接要紧固,连接后检查换位机构是否换位灵活。
四、下放工具要求
(一)当封隔器随一根油管被吊起时,要求换位凸耳在换位槽的上卡点位置;
(二)当下放一根油管时,需用大钩的重量配合下放,但禁止砸落;
(三)在下井过程中要防止管柱猛提猛放,下钻速度不得**过40根/小时,防止工具中途坐封导致工具损坏、胶筒失效;
(四)出现中途坐封后,不能继续下放管柱加压,应上提管柱3-4米,确保工具解封后再下钻作业;如遇到上提后不能下放的现象,应用泵灌反冲洗10分钟再下放管柱。
本公司拥有多支现场安装调试、经验丰富的技术服务队伍,长期为各大油气田提供封隔器等井下工具现场安装、调试、维修及人员培训服务,有需求的客户可拨打电话进行咨询了解。
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。