井下工具原理與使用

1、井下工具原理和使用目 錄管、桿、環(huán)抽油泵不壓井工具油管錨封隔器管、桿、環(huán) 油 管1、油管性能及技術(shù)參數(shù)API油管性能規(guī)范：項目規(guī)格接頭形式重量 (N/m)壁厚 (mm)內(nèi)徑(mm)鋼級最小抗內(nèi)壓強(qiáng)度MPa連接頭抗拉強(qiáng)度KN735.51N-U平式935.562J5550.1323896.45N-U平式1346.576J5551.0487用于油井的修復(fù)油管的技術(shù)參數(shù)項目規(guī)格最大腐蝕量(mm)最大偏磨量(mm)螺紋直線度(mm)壁厚mm試驗壓力MPa735.510.40.8同新管同新管 L0.24.7120.7896.450.61.4同新管同新管 L0.25.0520.7備注：參數(shù)符合GB/T925

2、3.2-1999及SY/T6194-1996標(biāo)準(zhǔn)用于水井的修復(fù)油管的技術(shù)參數(shù)項目鍍層厚度m鍍層表面硬度HVHCl腐蝕速率mm/yyNaOH腐蝕速率mm/yy孔隙率鍍層化學(xué)成分735.51204000.03850.00108級鎳88%-95%磷5%-12%不起皮、不開裂、不脫落備注：以上參數(shù)符合GB/T4342-91,Q/DQ1098-19972、油管斷脫情況分析及治理措施管斷集中在40根油管以上，即井身的上部，而且第一根油管斷比例較大。 管斷集中在前3根，第4-15根損壞井?dāng)?shù)次之。56、70泵管斷比例高。斷口的形式主要是絲扣和管體上下接頭斷裂，主要集中在油管公扣螺紋根部的23扣內(nèi)，是整根油管管

3、體強(qiáng)度最低的應(yīng)力集中點。斷裂失效以下方面原因：金屬疲勞，通過對部分油管斷口進(jìn)行的金相分析，結(jié)果表明油管的斷裂主要是金屬疲勞所致，大量油管服役期過長造成油管老化，而老化油管的剩余壽命是現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備無法檢測的。絲扣強(qiáng)度較低部位產(chǎn)生應(yīng)力集中點，易造成絲扣斷裂。漏失失效有以下方面原因：（1）絲扣磨擦副間的配合間隙大；（2）絲扣磨擦副間硬度差值不合理，易造成粘扣；（3）頻繁施工絲扣磨損過大，特別是油管連接時絲扣同心度偏差過損傷并大加劇絲扣磨損造成漏失；治理油管斷的技術(shù)措施1、油管錨定、絲扣涂專用密封脂、油管整體打壓防斷脫漏措施；2、對原井是偏采油樹井采用更換偏外加厚油管掛+N80級62mm外加厚油管9.

4、6米，措施井適用范圍的規(guī)定外加厚油管的技術(shù)參數(shù)項目規(guī)格鋼級接頭形式管體壁厚mm上下接頭壁厚mm接箍外徑mm抗拉強(qiáng)度KN最小抗內(nèi)壓強(qiáng)度MPa73N80N-E5.58.39364577抽 油 桿1、抽油桿的結(jié)構(gòu)與用途抽油桿是有桿抽油設(shè)備的重要部件。抽油桿通過接箍連接成抽油桿柱，上經(jīng)光桿連接抽油機(jī)，下接抽油泵柱塞，其作用是將地面抽油機(jī)驢頭懸點的往復(fù)運動傳遞給井下抽油泵。普通抽油桿如圖所示，其桿頭結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。其桿體是實心圓形斷面的鋼桿，兩端為鐓粗的桿頭。桿頭由外螺紋接頭、卸荷槽、推承面臺肩、扳手方徑、凸緣和圓弧過渡區(qū)組成。外螺紋接頭用來與接箍相連接，扳手方徑用來裝卸抽油桿接頭是卡抽油桿鉗用。1

5、23456圖1-2 抽油桿的桿頭結(jié)構(gòu)1-外螺紋接頭 2-卸荷槽 3-推承面臺肩4-扳手方徑 5-凸緣 6-圓弧過渡區(qū)2、抽油桿的材料及機(jī)械性能等級材料抗拉強(qiáng)度(Mpa)表面硬度HCR屈服點(Mpa)伸長率%收縮率%疲勞強(qiáng)度Mpa循環(huán)周數(shù)K鎳鉬合金鋼588-794(19-17t 22-22.8 t25-29.4 t)3721360C碳鋼或錳 鋼620-794(19-17.9t 22-24 t25-31t)4121350D碳鋼或合金鋼794-965(19-22.9t 22-30.8 t25-39.7t)25-2862010504001X106GFG-20966-1136(19-27.9t 22-3

6、7.4 t25-48.3t)58-6279312455401X106換算：抽油桿極限抗拉力=抽油桿截面積（cm2）單位抗拉強(qiáng)度（Mpa）10.195（Kgf/ cm2）例如：K級19mm抽油桿極限抗拉力截面積=2.83385 cm2 單位抗拉強(qiáng)度=588 Mpa 1 Mpa=10.195 Kgf/ cm2 極限抗拉力=2.83385 cm2 588 Mpa10.195 Kgf/ cm2 1000=16.988 t3、抽油桿接箍接箍是抽油桿組合成桿柱時的連接零件，按其結(jié)構(gòu)特征可分為：普通接箍、異徑接箍和特種接箍。扶 正 環(huán)（一）、卡箍式扶正環(huán)1、結(jié)構(gòu)、規(guī)格結(jié)構(gòu)：由兩個相同的半圓柱體扶正塊構(gòu)成，外

7、側(cè)設(shè)有十字縱向筋，內(nèi)側(cè)槽面設(shè)有橫向防位移筋，每個扶正塊一端的兩邊沿設(shè)有一對稱導(dǎo)軌，導(dǎo)軌外端部設(shè)有卡口，另一端的兩邊沿與加強(qiáng)筋結(jié)合部位上設(shè)有與導(dǎo)軌相匹配的凹槽，凹槽外端部的外側(cè)邊沿上設(shè)有與卡口相匹配的卡臺。規(guī)格：長外徑內(nèi)徑（mm）19 mm抽油桿扶正環(huán)125581922 mm抽油桿扶正環(huán)125582225mm抽油桿扶正環(huán)12571252、抽油桿扶正環(huán)安裝要求1）抽油桿安裝部位必須刺洗干凈。2）扶正環(huán)必須安裝在抽油桿接箍以下20-25cm范圍內(nèi)，因為扶正環(huán)安裝要避開打吊卡的位置，但如果離接箍太遠(yuǎn)，防偏磨效果不好。3）扶正環(huán)不能安裝在下接頭，如果安裝在下接頭上，由于下沖程時摩擦力向上，扶正環(huán)很容易竄

8、動，失去保護(hù)接箍的作用。4）冬季安裝要求現(xiàn)用50的溫?zé)崴?10分鐘后，安裝較容易且可減少損毀數(shù)量。（二）、卡箍式可旋轉(zhuǎn)扶正環(huán) 由兩個相同的半圓柱體扶正塊構(gòu)成，外側(cè)設(shè)有4條螺旋支筋，內(nèi)側(cè)槽面設(shè)有橫向防位移筋，每個扶正塊一端的兩邊沿設(shè)有一對稱導(dǎo)軌，導(dǎo)軌外端部設(shè)有卡口，另一端的兩邊沿與加強(qiáng)筋結(jié)合部位上設(shè)有與導(dǎo)軌相匹配的凹槽，凹槽外端部的外側(cè)邊沿上設(shè)有與卡口相匹配的卡臺。扶正環(huán)內(nèi)徑大于抽油桿直徑，螺旋支筋在油流的沖擊下可旋轉(zhuǎn)。 與限位抽油桿配合使用 可選轉(zhuǎn)扶正器安裝在抽油桿扳手方凸緣與新鍛造出的凸緣之間，可選轉(zhuǎn)扶正器安裝方法與普通卡箍式扶正器相同。下桿時到井口要求必須人工扶正或采用專用扶正裝置扶正

9、，不讓扶正器與井口掛碰產(chǎn)生損傷。限位抽油桿是在距抽油桿上接頭255 mm處鍛造出一個凸緣，鍛造凸緣采用圓弧過度，減弱了應(yīng)力集中的問題。強(qiáng)制限定扶正環(huán)的竄動區(qū)間。（三）、刮蠟、防偏磨雙作用扶正環(huán)1、使用雙作用扶正環(huán)的意義1）擋環(huán)采用卡式結(jié)構(gòu)固定在桿上不傷害桿體整個受力均勻，避免了原刮蠟環(huán)擋環(huán)安裝傷桿體降低抽油桿強(qiáng)度的問題。2）每個部分有2道螺旋支筋，起到刮蠟和扶正作用，強(qiáng)化了耐磨性能，具有治理管桿偏磨的功能。3）簡化安裝工藝，即可在專業(yè)場所安裝又可在施工現(xiàn)場安裝或更換，解決了斜桿刮蠟環(huán)脫、碎后必須更換斜桿的問題。4）擋環(huán)具有限位作用。2、結(jié)構(gòu)及工作原理刮蠟桿由雙作用扶正環(huán)和上、下檔環(huán)組成，扶正環(huán)

10、有4道螺旋支筋，支筋的螺旋夾角為5度，保證油流沖擊螺旋面時可產(chǎn)生足夠的旋轉(zhuǎn)力，使扶正環(huán)在上下沖程時產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動。扶正環(huán)內(nèi)徑大于抽油桿外徑1.5mm，外徑比油管內(nèi)徑小4-8mm，扶正環(huán)在整個結(jié)蠟井段上安裝，行程要小于1/2沖程長度，抽油桿帶動扶正環(huán)做上下移動和轉(zhuǎn)動，從而達(dá)到不斷清除抽油桿和油管上的結(jié)蠟?zāi)康摹?、主要技術(shù)參數(shù) 扶正環(huán)參數(shù)擋環(huán)參數(shù) 4、使用要求 對于安裝雙環(huán)和三環(huán)的抽油桿，每一個雙作用環(huán)上下都應(yīng)有擋環(huán)限位，最上和最下端的擋環(huán)安裝在距抽油桿接箍20-25cm的位置，其余的擋環(huán)均勻安裝在這兩個擋環(huán)之間。每兩個擋環(huán)之間安裝一個雙作用扶正環(huán)。（如圖箭頭所示位置為擋環(huán)安裝位置）8米裝雙環(huán)桿示意

11、圖8米三環(huán)桿示意圖(四)、金屬限位箍金屬限位箍的特點 材料具有一定的彈性和延展性，硬度低于抽油桿，緊固時可發(fā)生彈性變形；預(yù)留4mm的間隙，保證在螺栓的鎖緊力不受抽油桿公差的影響；操作人員使用內(nèi)六方扳手上緊螺栓的扭距采用扭力扳手測試為6-8N.M,在此情況下金屬限位箍的鎖緊力達(dá)到800-1000Kgf，超過對卡式扶正器鎖緊力600-800Kgf。金屬限位箍一端采用銷軸連接鉚死，另一端螺栓鎖緊后采用兩點鉚沖防松緊固；應(yīng)力集中部位采用安全拉筋設(shè)計整體強(qiáng)度高。 連接件的強(qiáng)度指標(biāo)緊固螺栓抗拉強(qiáng)度極限為610MPa，在上扣扭距為6-8N.M時所受的最大拉應(yīng)力為212 MPa（螺栓直徑6mm，預(yù)緊力6KN）

12、，安全系數(shù)達(dá)到2.9。銷軸剪切強(qiáng)度極限為441 MPa，工作時所受的最大剪切應(yīng)力為123.6 MPa，安全系數(shù)達(dá)到3.6 抽 油 泵（一）抽油泵的結(jié)構(gòu)管式抽油泵分為整筒泵(無襯套)和組合泵(有襯套)，屬于一種特殊形式的往復(fù)泵。整筒泵主要是由泵筒、柱塞、泵筒接箍、進(jìn)油閥(固定凡爾總成)、出油閥(上游動凡爾總成、下游動凡爾總成)組成（見附圖1）。組合泵主要是由泵筒、缸套、柱塞、泵筒接箍、進(jìn)油閥(固定凡爾總成)、出油閥(上游動凡爾總成、下游動凡爾總成)組成（見附圖2）。大流道泵（見附圖3）相對于普通泵沒有上游動閥組，其他結(jié)構(gòu)相同。普通泵與大流道泵上游動凡爾罩、下游動凡爾罩、固定凡爾罩的對比見下圖：

13、普通泵上游動凡爾罩 大流道泵上游動凡爾罩 普通泵下游動凡爾罩 大流道泵下游動凡爾罩 普通泵固定凡爾罩 大流道泵固定凡爾罩（二）抽油泵的原理抽油泵主要是由泵筒、柱塞、進(jìn)油閥(固定閥)、出油閥(游動閥)組成。上沖程時，柱塞下面的下泵腔容積增大，壓力減小，固定閥在其上下壓差的作用下打開，原油進(jìn)入下腔，與此同時，游動閥在其上下壓差作用下關(guān)閉，柱塞上面的上泵腔內(nèi)的原油沿油管排到地面。同理，下沖時，柱塞壓縮固定閥和游動閥之間的原油。關(guān)閉固定閥，打開游動閥，下泵腔原油進(jìn)入上泵腔。柱塞一上一下，抽油泵完成了一次循環(huán)。如此周而復(fù)始，重復(fù)進(jìn)行循環(huán)。三、抽油泵配合間隙的規(guī)定 整筒泵泵筒與金屬柱塞的配合間隙分為五種（

14、見表1）。如果買方合同未注明間隙代號時，默認(rèn)為2號間隙泵。整筒泵內(nèi)徑與金屬柱塞的配合間隙間隙代號泵筒內(nèi)徑及其極限偏差，mm金 屬 柱 塞泵筒與金屬柱塞配合間隙范圍，mm直徑，mm尺寸分檔極限偏差，mm1Dd-0.02510 -0.0130.0250.0882d-0.05020.0500.1133d-0.07530.0750.1384d-0.10040.1000.1635d-0.12550.1250.188注：D、d指標(biāo)稱直徑組合泵襯套與金屬柱塞的配合間隙分為三種（見表2）。如果買方合同未注明間隙代號時，默認(rèn)為1號間隙泵。 組合抽油泵襯套與金屬柱塞的配合間隙間 隙 代 號123 襯套與金屬柱塞配

15、合間隙范圍mm0.020.070.070.120.120.17 注：按間隙代號稱呼泵時，應(yīng)稱做“某號間隙泵”（四）抽油泵下井時注意事項 1、抽油泵下井前應(yīng)檢查抽油泵的出廠標(biāo)記和出廠合格證，認(rèn)定該泵是否適用于此油井的需求。 2、拉動柱塞，在泵筒的最大行程上往復(fù)拉動柱塞，應(yīng)光滑均勻、無阻卡等現(xiàn)象，如果泵經(jīng)長期存放，下井前應(yīng)檢查有沒有損壞、銹蝕等現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)先處理方能下井。 3、連接部位的螺紋應(yīng)檢查是否擰緊、是否粘膠。 4、下井的油管、抽油桿應(yīng)清洗干凈，必須是無油泥、蠟、碎屑污垢等臟物。 5、安裝時要嚴(yán)格遵照下泵作業(yè)的要求，運送安全、裝卡緊固，先下泵筒、后下柱塞，選定上下死點之間的沖程符合要

16、求。 6、下泵時應(yīng)進(jìn)行最終檢查，以確信護(hù)帽、堵頭及防護(hù)纏扎之物已全被拆除。 7、抽油泵是配合較精密的井下設(shè)備，下井起吊操作時應(yīng)加倍小心、謹(jǐn)慎，不能用管鉗直接去鉗夾泵筒，以免泵筒發(fā)生變形。 8、下泵當(dāng)中要使用抽油桿扶正器時，其最下面的扶正器安裝位置應(yīng)盡可能靠近抽油泵，以保證泵和油管的對中，從而減輕泵的磨損。 9、進(jìn)行下泵作業(yè)的井場，井口周圍應(yīng)保持清潔，以免砂石或異物在下泵過程中掉人井內(nèi)，影響泵的正常工作。 10、下井的泵快接近液面時，要放慢下井速度。不 壓 井 工 具 不壓井工藝是油田防治污染、改善作業(yè)工人勞動條件的重要措施，又可以節(jié)省壓井泥漿費用。我廠目前使用的不壓井工具主要有253-4封隔器

17、配654-D滑套開關(guān)，抽油泵自封裝置，筆式滑套開關(guān)，螺桿泵井不壓井油管錨。253-4封隔器+654-D滑套開關(guān)1、用途 253-4封隔器+654-D滑套開關(guān)使用投送管柱下到射孔井段以上，253-4封隔器起到錨定、封隔油套環(huán)空、丟手的作用；654-D滑套開關(guān)起到開、關(guān)油層通道的作用，從而實現(xiàn)不壓井的目的。這類工具的效果主要體現(xiàn)在2次、多次施工的不壓井作用上。2、654-D滑套開關(guān)結(jié)構(gòu)及工作原理654-D滑套開關(guān)主要由滑套開關(guān)和捅桿組成，其工作原理：將滑套開關(guān)（關(guān)閉狀態(tài)）按施工設(shè)計要求正確連接后下入井內(nèi)，進(jìn)行封隔器釋放、丟手等工序后，下入生產(chǎn)管柱，生產(chǎn)管柱的抽油泵（電泵）下端連接對應(yīng)的捅桿，下入過

18、程中防止捅桿管體部分彎曲變形，當(dāng)管柱下放到封隔器上部時緩慢下放，使捅桿通過封隔器中心管進(jìn)入開管內(nèi)。捅桿的移位套帶動滑套及定位爪下移，當(dāng)滑套移動到預(yù)定長度時，定位爪在彈性作用下卡到下接頭的定位槽內(nèi)，此時工作筒和滑套的通液孔正好相對，出液通道打開，捅桿繼續(xù)下移，移位套收縮通過滑套，捅桿的上接頭坐在封隔器的打撈頭上。下次施工時，只需上提管柱，捅桿的移位套帶動滑套上行，過液通道關(guān)閉。上接頭防脫銷釘連接套防脫銷釘移位套加強(qiáng)桿下接頭定位爪工作筒上接頭滑套滑套開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖 滑套捅桿結(jié)構(gòu)示意圖（三）技術(shù)規(guī)范及使用參數(shù)開關(guān)技術(shù)規(guī)范捅桿技術(shù)規(guī)范連接扣型 62mm平式油管扣 連接扣型 62mm平式油管扣 總長 5

19、85mm總長 2010mm最大外徑110mm最大外徑90mm最小內(nèi)徑45mm連接管體外徑44mm移動距離 83mm移位套外徑 49mm4、使用要求1）滑套開關(guān)下井前應(yīng)注意檢查出油通道是否關(guān)閉，滑套捅桿有無彎曲變形。一定配扶正器。2）滑套捅桿在下入過程中應(yīng)嚴(yán)格按照施工要求，防止下泵時造成桿體彎曲，當(dāng)下到預(yù)定深度時，速度不易過快，操作應(yīng)平穩(wěn)。3）捅桿接頭應(yīng)坐在封隔器打撈頭上部，指重表懸重歸零后，上提管柱，保證移位套通過滑套，捅桿的有效行程為上提時不超過80cm。防止油管上提時開關(guān)關(guān)閉。抽油泵自封裝置1、用途: 抽油泵自封裝置適用于有脫節(jié)器的大泵抽油機(jī)井，是作業(yè)施工時防止油管噴的不壓井工具。2、連接

20、方法：1、將抽油泵固定凡爾卸開，抽油泵自封裝置的主體部分上接泵筒，下接固定凡爾。2、卸下抽油泵活塞的下部導(dǎo)錐，接捅桿（5）。3、連接絲扣須涂厭氧膠。3、結(jié)構(gòu)及工作原理：活塞的重量(及活塞下行時產(chǎn)生的沖擊力)捅桿插入力時，活塞帶捅桿插入主體部分，處于關(guān)閉狀態(tài)；活塞帶捅桿提出主體部分，處于打開生產(chǎn)狀態(tài)。二次作業(yè)時，當(dāng)脫節(jié)器脫開后，活塞在泵筒內(nèi)下落，活塞帶捅桿插入主體部分，關(guān)閉油流通道。技術(shù)規(guī)范及使用參數(shù)型號項目BZF/95BZF/83BZF/70適用泵徑（mm）958370密封壓力（MPa）151515捅桿插入力（kg）101010最小過流面積（mm2）196515969104、使用方法1）抽油泵

21、自封下井時脫節(jié)器和柱塞放在泵筒內(nèi)，處于關(guān)閉狀態(tài)。2）作業(yè)隊上提抽油桿對防沖距，即活塞帶捅桿提出主體部分，抽油泵自封的進(jìn)油通道打開。3）抽油桿斷脫可以關(guān)閉抽油泵自封。4）與同類的封泵器相比，結(jié)構(gòu)簡單，少了懸掛活塞，可以防止懸掛活塞掛不住自動脫落關(guān)閉進(jìn)液通道，或調(diào)防沖距不當(dāng)碰掉懸掛活塞關(guān)閉進(jìn)液通道。5）操作簡單，比正常對防沖距多上提0.1m即可，作業(yè)隊沒有打開抽油泵自封裝置的操作。6）抽油泵自封裝置增加泵余隙0.25米, 比正常對防沖距多上提0.1m，封泵器增 加泵余隙0.6米，比正常對防沖距多上提0.3m。筆式滑套開關(guān)1、用途：筆式滑套開關(guān)是用于不帶脫接器的抽油機(jī)井作業(yè)施工時防止油管噴的不壓井工

22、具。2、安裝方法：將抽油泵固定凡爾卸開，筆式滑套開關(guān)上接泵筒，下接固定凡爾。3、工作原理：該開關(guān)是以滑套上下移動-關(guān)閉或打開中心管上的進(jìn)液孔來控制油管的。 下管過程中，筆式滑套開關(guān)關(guān)閉狀態(tài)。下入抽油桿后，抽油桿柱的柱塞壓在開關(guān)上，上提抽油桿柱，打開生產(chǎn)。二次作業(yè)時，下放桿柱，重復(fù)上述動作，關(guān)閉，實現(xiàn)不壓井。即壓一下開，壓一下關(guān)，隨意使用。 4、4、主要技術(shù)參數(shù)泵型最大外徑（mm）密封壓力（Mpa）最小過流面積（mm2）抗拉強(qiáng)度（噸）兩端螺紋組合泵整筒泵44, 56579010127293.7TBG2 7/8”70709010127293.7特TBG2 7/8”838211410152693.7

23、TBG31/2”959511610152693.7TBG4”5、使用操作注意事項：1）連接筆式滑套開關(guān)時使用厭氧膠粘接，以防脫扣。2）管桿必須刺洗干凈，防止贓物落入開關(guān)內(nèi)堵住進(jìn)液通道或柱塞探不到開關(guān)。3）操作開、關(guān)過程中要緩慢下放桿柱坐住后，上提桿柱。切忌猛砸。4）泥漿壓井的井，在探到開關(guān)之后上提桿柱，應(yīng)該立即替噴，防止泥漿在開關(guān)處形成泥餅，造成開關(guān)不靈活。替噴后再回壓桿柱關(guān)上開關(guān)，調(diào)防沖距。5）對防沖距時，以桿柱下放到不動為止，比正常對防沖距多上提0.1米。 3、工藝特點1）由于在泵筒與固定凡爾間安裝了筆式滑套開關(guān)，增加泵余隙0.58米。2）對于桿斷的井，如果斷桿和柱塞的重量超過60Kg（約

24、2、3根桿加柱塞重量）會壓縮彈簧使轉(zhuǎn)動滑套下行關(guān)閉進(jìn)液通道，防油管噴。3）可以用于斜井。 4）筆式滑套開關(guān)的滑套開關(guān)原理優(yōu)于牡3型開關(guān)的兩端面接觸密封原理,增加了桿斷井的防噴功能;擴(kuò)大了使用范圍,也可以用于大泵井和斜井;現(xiàn)場操作簡單,10kg的柱塞壓不動,只有桿柱重量超過60kg才能動作.5）筆式滑套開關(guān)增加泵余隙0.58米, 牡3型開關(guān)增加泵余隙0.53米 。 ZMD-1型螺桿泵井不壓井油管錨1、用途ZMD-1型螺桿泵井不壓井油管錨將錨定和不壓井作用合二為一，連接在螺桿泵下方，正常起下管柱時，油管錨內(nèi)部的密封套將油管密封，井下液體不能從油管內(nèi)流出，達(dá)到不用壓井作業(yè)的目的。坐錨的同時打開進(jìn)液通

25、道。2、結(jié)構(gòu)及工作原理ZMD-1型螺桿泵井不壓井油管錨的錨定部分屬軌道機(jī)械式，旋轉(zhuǎn)坐錨，上提解錨。該工具在錨的扶正體部位增加了聯(lián)動裝置，可以帶動密封頭隨著扶正體即卡瓦運動，卡瓦處于密封狀態(tài)時密封頭打開錨的中心通道，卡瓦處于自由狀態(tài)時密封頭封閉錨的中心通道，兩種狀態(tài)對應(yīng)起下管柱和生產(chǎn)狀態(tài)。3、使用方法1）坐錨：將油管錨下到設(shè)計深度，上提管柱，右旋油管1-2圈（多轉(zhuǎn)無害，邊提邊轉(zhuǎn)最佳）繼而下放管柱即可坐錨。如中途發(fā)生坐錨，只需上提管柱1-1.5m，即可繼續(xù)下放。2）解錨：上提管柱解錨，起管柱。3）起下速度；不要超過1.2m/s。4）不壓井作業(yè)技術(shù)：與井口油套環(huán)空密封技術(shù)配套使用，壓力大的井配罐車。

26、5）運輸過程應(yīng)輕裝慢放，禁止磕碰。油 管 錨油管錨的作用是接在泵上第一根油管上，減輕油管在抽汲過程受力，使油管保持恒定張力，可防止油管蠕動，降低油管斷脫及偏磨發(fā)生幾率，減少抽油泵的沖程損失，從而提高泵效，增加原油產(chǎn)量。下面介紹目前已進(jìn)入現(xiàn)場的兩種錨定裝置。無卡瓦油管錨1、基本結(jié)構(gòu)和工作原理該裝置隨管柱下至預(yù)定深度，用水泥車憋壓釋放，壓力液通過中心管傳壓孔進(jìn)入活塞腔內(nèi)，活塞推動承壓接頭、承壓套等上行剪斷釋放銷釘壓縮膠筒，使膠筒產(chǎn)生軸向壓縮和徑向膨脹，從而使油管錨卡在套管上，同時承壓套卡在卡簧上保持油管錨始終處于工作狀態(tài)。上提管柱，中心管帶動固定活塞上行，而承壓接通與解封銷釘?shù)仍谀z筒與套管壁摩擦力

27、作用下，各部件回歸原位，完成解卡動作。2、主要技術(shù)參數(shù)最大外徑：114mm；最大內(nèi)徑：59mm；坐封壓力：14-16Mpa；3、使用要求 1）無卡瓦油管錨下井前需在作業(yè)工具車間做耐壓和密封試驗。其實驗條件為承壓20MPa，穩(wěn)壓25min，實驗結(jié)果達(dá)到不刺不漏，合格后待用。 2）對于結(jié)蠟井需做刮蠟處理，以防油管錨下井遇阻。 3）作業(yè)施工下油管錨前須用本井柱塞在地面上通過無卡瓦油管錨的中心管。 4）無卡瓦油管錨螺紋必須清潔，不得有碰撞、刮痕，連接前要涂勻密封脂。5）無卡瓦油管錨連接位置在泵上附近。坐封時用水泥車打壓釋放，其泵壓為14MPa-16MPa，穩(wěn)壓25min不刺不漏即可。上提管柱解封。MX

28、241型大通徑油管錨1、結(jié)構(gòu)及工作原理卡瓦和卡瓦座連接為一體，并由解錨銷釘固定在中心管下接頭上。錐體和下活塞由連動管連接為一體，并通過鎖塊固定在中心管上，鎖塊由上活塞和剪釘控制。上下連接通過中心管連接為一體。中心管內(nèi)水壓對上下活塞產(chǎn)生推力，首先剪斷上活塞中剪釘，使上活塞上移，并釋放鎖塊。然后下活塞下移，通過連動管帶動錐體下移，錐體推開卡瓦，致使卡瓦錨定在套管壁上為止。上提管柱，使解封銷釘剪斷，繼續(xù)上提管柱時，下接頭帶動錐體上移，使卡瓦收回，達(dá)到解封的目的。2、主要技術(shù)參數(shù)最大外徑：116mm；最小通徑：76mm；坐封壓力：14-16Mpa；3、使用要求及注意事項1）作業(yè)隊完井時，將泵及油管錨下

29、到預(yù)定深度后，配井口，要求蘿卜頭距四通位置留有0.2-0.25m的高度，油管正打壓14-16Mpa，穩(wěn)壓15分鐘后釋放MX241型大通徑油管錨。2）下放油管座蘿卜頭。從下放油管可以判斷油管錨是否錨定住了管柱。3）上提管柱解錨。 封 隔 器一、封隔器的分類編號原則執(zhí)行油氣田封隔器分類及型號編制方法 SY/T 5105-1997。 型號編制方法：工作溫度/壓力設(shè)計單位代號性能代號剛體外徑代號解封方式代號坐封方式代號固定方式代號分類代號分類代號：分類名稱自封式壓縮式擴(kuò)張式組合式分類代號 Z Y K各種方式組合固定方式代號固定方式名稱尾管支撐單向卡瓦懸掛雙向卡瓦錨瓦固定方式代號12345坐封方式代號坐

30、封方式名稱提放管柱轉(zhuǎn)動管柱自封液壓下工具熱力坐封方式代號123456解封方式代號解封方式名稱提放管柱轉(zhuǎn)動管柱鉆銑液壓下工具熱力解封方式代號123456性能代號性能名稱可洗井封隔器堵水封隔器保護(hù)封隔器性能代號 X D B設(shè)計單位代號設(shè)計單位代號采用代表設(shè)計單位的頭兩個漢語拼音字母，設(shè)計單位為采油廠采用大寫字母C開頭，阿拉伯?dāng)?shù)字代表采油廠。工作溫度及壓力溫度單位為，壓力單位為MPa應(yīng)用舉例Y341-114-X-C4-90/15型封隔器，表示該封隔器為壓縮式，懸掛固定，液壓坐封，提放管柱解封，注水井用可洗井封隔器，設(shè)計單位為采油四廠，工作溫度為90，工作壓力為15Mpa。Y341-114-D-CY-

31、90/15型封隔器，表示該封隔器為壓縮式，懸掛固定，液壓坐封，提放管柱解封，油井用堵水封隔器，設(shè)計單位為采油工藝研究所，工作溫度為90，工作壓力為15Mpa.。二、封隔器的基本結(jié)構(gòu)和基本原理 封隔器主要由坐封機(jī)構(gòu)、鎖定機(jī)構(gòu)、解封機(jī)構(gòu)、膠筒和聯(lián)結(jié)件組成。封隔器是在井筒中把不同油層、水層分隔開并能承受一定壓力差的井下工具。這種工具滿足采油工藝要求，既能下到井筒預(yù)定位置，封隔得嚴(yán)密，又能在井下具有耐久性，需要時可順利起出地面，而且還能多級聯(lián)用。每一種封隔器都能在給定的方法和載荷作用下動作，使封隔件始終處于工作狀態(tài)，這種操作叫封隔器的坐封。需要起出封隔器時，按給定的方法和載荷解除封隔件的工作狀態(tài)，叫解

32、封。封隔器在井下預(yù)定位置座封后是否起到封隔作用，驗證其密封性能的操作叫驗封。三、五種封隔器具體結(jié)構(gòu)原理和操作規(guī)程及案例分析一）Y344-114-D-CY-90/15 (752-2)封隔器1、性能、用途Y344-114-D-CY-90/15 (752-2)封隔器是由采油工藝研究所研制的一種堵水封隔器，油管正打壓15Mpa釋放，油管正打壓18-20Mpa解封。承壓能力15Mpa，工作溫度90。主要用于機(jī)械堵水。主要技術(shù)參數(shù)見表1表1最大外徑，mm114最小內(nèi)徑，mm52總長，mm1070坐封壓力，Mpa12工作壓力，Mpa上壓8下壓15解封壓力，Mpa20工作溫度，902、封隔器特點無支撐，利用液

33、壓坐封和解封的液壓式封隔器。3、結(jié)構(gòu)組成如圖1所示 主要由坐封機(jī)構(gòu)、鎖定機(jī)構(gòu)、解封機(jī)構(gòu)、膠筒和聯(lián)結(jié)件組成。圖14、工作原理坐封：從油管內(nèi)加液壓，一方面液壓從中心管的孔眼作用在承壓接頭上，承壓接頭的內(nèi)外在壓差的作用下，剪釘被剪斷，推動活塞套、承壓接頭和承壓套上行壓縮膠筒，使膠筒直徑變大，封隔油、套管環(huán)形空間；另方面液壓經(jīng)中心管的孔眼又作用在活塞上，但坐封壓力不能使解封拉釘被拉斷，活塞固定不動。防掉油管壓力，由于活塞被卡簧卡住，活塞套、承壓接頭和承壓套則在 膠筒的彈力作用下不能退回。膠筒5就始終處于封隔油、套環(huán)形空間狀態(tài)。解封：油管加液壓。一方面液壓經(jīng)中心管的孔眼作用在承壓接頭上，推動活塞套、承壓

34、接頭和承壓套上行，直到承壓接頭的內(nèi)臺階與中心管的外臺階接觸；方面液壓經(jīng)中心管的孔眼作用在活塞上，解封拉釘被剪斷，但活塞的承壓面大于承壓接頭的承壓面，所以活塞就在液壓和膠筒的彈力作用下帶著活塞套、承壓接頭、承壓套下行，膠筒就收回解封。5、使用和操作注意事項1）管柱無滲漏2）釋放壓力緩慢升高至15Mpa，穩(wěn)壓10-30min,最好是卸壓后再打壓一次。3）解封封隔器時應(yīng)先將堵塞器投入配水器堵死，不適合于丟手管柱。6、案例分析如圖為北1-51-544完井管柱圖。二）K344-110-CY-90/15 (475-8)封隔器1、性能、用途K344-110-CY-90/15 (475-8)封隔器是由采油工藝

35、研究所研制的一種分層注水封隔器，油管正打壓0.5-1.5Mpa釋放，油管卸壓解封。承壓能力12Mpa，工作溫度50。主要用于分層注水，分層壓裂、酸化，驗竄等工藝。主要技術(shù)參數(shù)見表2表2最大外徑，mm110最小內(nèi)徑，mm62總長，mm500油管內(nèi)外壓差，Mpa0.5-1.5工作壓差，Mpa12工作面長度，mm240工作溫度，502、封隔器特點擴(kuò)張式封隔器必須與節(jié)流器配套使用，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，不能單獨坐封封隔器；缺點是必須在油管內(nèi)外造成一定壓差才能正常工作。3、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖2所示圖24、工作原理坐封：從油管內(nèi)加液壓，液壓經(jīng)濾網(wǎng)罩、下接頭的孔眼和中心管的水槽，作用于膠筒的內(nèi)腔，膠筒在內(nèi)外壓差作用下

36、脹大，封隔油、套環(huán)形空間。解封：放掉油管內(nèi)壓力，膠筒即收回解封。5、使用和操作注意事項1）配套節(jié)流器使用，建立油管內(nèi)外壓差。2）解封時，必須徹底防掉油管內(nèi)壓力，方便時反洗井，膠筒收回。6、案例分析噴砂器(不帶套)擴(kuò)張式封隔器擴(kuò)張式封隔器絲堵475-8封隔器驗竄工藝管柱偏心配水器475-8封隔器節(jié)流器475-8封隔器驗封工藝管柱分層注水工藝管柱三）Y341-114-X-JH-90/15(Y341-114ML)封隔器1、性能、用途Y341-114-X-JH-90/15 (Y341-114ML)封隔器是一種分層注水封隔器，井下壓力達(dá)到18 Mpa時釋放，上提管柱解封。承壓能力15Mpa，工作溫度90

37、。主要用于分層注水。主要技術(shù)參數(shù)見表3最大外徑，mm114最小內(nèi)徑，mm52總長，mm800坐封壓力，Mpa18工作溫度，902、封隔器特點1）采用空氣腔釋放封隔器，實現(xiàn)了免投撈堵塞器的功能。2）膠筒帶保護(hù)傘，承壓性能好。3）洗井活塞使用骨架盤根過孔，不被刺壞，保證密封性能。3、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要由密閉式空氣腔、鎖定機(jī)構(gòu)、解封機(jī)構(gòu)、洗井活塞、膠筒及連接件組成。圖34、工作原理Y341-114ML封隔器是免投撈注水釋放的封隔器，根據(jù)大慶油田地層特點，井下地層靜壓一般在10Mpa左右，注水井作業(yè)前關(guān)井降壓及作業(yè)時打開井口后地層壓力一般在13-15Mpa左右，密閉空氣腔由釋放銷釘控制18 Mp

38、a釋放，所以工具在下井過程中不會釋放。完井后注水，注水壓力超過10Mpa時，注水壓力加上井下靜壓將達(dá)到20 Mpa左右，高壓密封腔被壓縮，活塞帶動缸套上行，壓縮封隔器膠筒坐封，卡簧鎖定。由于其密閉空氣腔不靠油套內(nèi)外壓差而是靠井下壓力（井口注水壓力+靜壓1個大氣壓）推動活塞，壓力大，坐封更可靠。上下膠筒帶保護(hù)傘。洗井活塞端面為平面與主體上盤根密封，內(nèi)表面帶骨架的0型盤根密封，過孔。由解封銷釘控制解封機(jī)構(gòu)，上提管柱時膠筒與套管的摩擦力由缸套傳遞到解封機(jī)構(gòu)上，剪斷解封銷釘解封。5、使用和操作注意事項1）釋放封隔器的注水壓力必須達(dá)到10Mpa以上。2）完井管柱下完后必須立即開井釋放封隔器，以免密閉空氣

39、腔浸水失效。3）有套保封隔器的井打開套管放壓閥釋放，確定套壓落零方可交井。6、案例分析665-3配水器665-2配水器665-2配水器Y341-114MLY341-114MLY341-114ML665-2配水器擋球篩管四）Y341-114-D-JH-90/15（Y341-114FPS）封隔器1、性能、用途Y341-114-D-JH-90/15 (Y341-114FPS)封隔器是一種堵水封隔器。油管正打壓15Mpa時釋放，上提管柱解封。承壓能力25Mpa，工作溫度90。主要用于機(jī)械堵水。主要技術(shù)參數(shù)見表4最大外徑，mm114最小內(nèi)徑，mm52總長，mm800坐封壓力，Mpa15工作溫度，902、

40、封隔器特點1）雙坐封缸釋放，坐封推力大，膠筒與套管壁的接觸力大，密封可靠。2）膠筒采用硫化剛性保護(hù)傘式結(jié)構(gòu)，提高了膠筒的承壓能力及使用壽命。圖43）封隔器帶雙平衡缸，平衡上壓，保證密封和解封性能。3、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖4所示，主要由雙坐封缸、內(nèi)外中心管、膠筒、雙平衡缸、鎖定和解封機(jī)構(gòu)組成。4、工作原理該封隔器為水力壓縮式封隔器。油管正打壓15MPa釋放，推動雙坐封缸上行，壓縮封隔器膠筒。膠筒卡在夾層上，起到封隔油層的作用。鎖定機(jī)構(gòu)將壓縮狀態(tài)的膠筒鎖定。鎖定機(jī)構(gòu)上的解封件在上提力超過40KN時，拉斷解封-作用力由膠筒和套管的摩擦力產(chǎn)生。內(nèi)外中心管的通道連接平衡缸，傳遞上下壓差。封隔器在承受自上而下的壓

41、差時，該壓差作用在封隔器膠筒上產(chǎn)生的向下的推力，該推力將傳遞到鎖定機(jī)構(gòu)上，作用在解封件上。如果設(shè)計大于40KN的力將封隔器解封，解封件的解封力太大，封隔器膠筒與套管又無法產(chǎn)生這樣大的摩擦力，封隔器不能解封，如果多級使用就會造成管柱拔不動。該封隔器將上下壓差由內(nèi)外中心管通道傳遞到雙平衡缸，產(chǎn)生向上的推力，平衡了膠筒的活塞力。這樣使作用在解封件上的力很小，既保證解封性能又保證了封隔器的密封性能。在7MPa壓差下該活塞力為50KN左右。雙缸平衡上下壓差原理機(jī)械堵水工藝由于油層的非均質(zhì)性和油層開發(fā)程度不同，造成層間矛盾，致使一口井只有個別層位生產(chǎn)，而其它層動用較差。隨著生產(chǎn)時間的延長，會造成該井高含水

42、. 解決這個問題的辦法之一就是機(jī)械堵水。利用封隔器等井下工具組成的管柱，對高滲透、高含水層進(jìn)行封堵，可以使其他層位得到更好的動用，改善開發(fā)效果。雙缸平衡上下壓差原理機(jī)械堵水管柱在井下的工作狀態(tài)1)確定封堵層位。2)下入封堵管柱，油管正打壓釋放封隔器。3)起丟手，下泵完井。4)正常生產(chǎn)：由于封堵層已被兩級封隔器封住，該層逐漸恢復(fù)為地層靜壓力，一般為10MPa左右。生產(chǎn)層由于泵的抽吸作用，達(dá)到一個合理的生產(chǎn)流壓，一般為5MPa左右。 層與層之間的壓差由封隔器來承擔(dān)，即上級封隔器承受自下而上的壓差5MPa，下級封隔器也承受自上而下的壓差5MPa。由壓差形成的活塞力為50KN。該封隔器將上下壓差由內(nèi)外中心管通道傳遞到雙平衡缸，產(chǎn)生向上的推力，平衡了膠筒的活塞力。這樣使作用在解封件上的力很小，既保證解封性能又保證了封隔器的密封性能。 Y341-114FPS堵水封隔器在承受自下而上的壓差時，該壓差作用在封隔器