封隔器型與原理

1、封隔器的分類及型號編制封隔器的分類封隔器封隔件實現(xiàn)密封的方式進行分類。自封式：靠封隔件外徑與套管內(nèi)徑的過盈和工作壓差實現(xiàn)密封的封隔器。壓縮式：靠軸向力壓縮封隔件，使封隔件外徑變大實現(xiàn)密封的封隔器。擴張式：靠徑向力作用于封隔件內(nèi)腔，使封隔件外徑擴大實現(xiàn)密封的封隔器。組合式：由自圭寸式、壓縮式、擴張式任意組合實現(xiàn)密圭寸的圭寸隔器。封隔器型號編制編制方法：按封隔器分類代號、固定方式代號、坐封方式代號、解封方式代號及封隔 器鋼體最大外徑、工作溫度/工作壓差六個參數(shù)依次排列，進行型號編制，其形式如下:SHA PE * MERGEFORMAT鋼體最大外徑 解封方式代號 坐封方式代號固定方式代號 分類方式代

2、號代號說明：分類代號：用分類名稱第一個漢字的拼音大寫字母表示，組合式用各式的分類 代號組合表示。見表2。表2分類代號分類名稱自封式壓縮式擴張式組合式分類代號ZYK用各式的分類代號組合表示固定方式代號：用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，見表3。表3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代號12345坐封方式代號：用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，見表4。表4坐封方式代號坐封方式名稱提放管柱轉(zhuǎn)動管柱自封液壓下工具熱力代號123456解封方式代號：用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，見表5。表5解圭寸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代號123456鋼體最大外徑：用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，單位為毫米（mm）b工作溫度：

3、用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，單位為攝氏度（C）。工作壓差：用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，單位為兆。常用分層注水工具的結(jié)構(gòu)、原理4.2.1封隔器 隨著現(xiàn)場井況的變化,封隔器也隨之逐步改進,形成了多種多樣的、滿足各種條件的封隔器。但其最基本的原理都是相通的。下面介紹幾種最基本的封隔器的結(jié)構(gòu)和原理。Y211封隔器1結(jié)構(gòu)：見圖9。圖9 Y211封隔器1-上接頭2-調(diào)節(jié)環(huán)3-“O型圈4-邊膠筒5-隔環(huán)6-中膠筒7-中心管8-楔形體帽9-檔環(huán)10-防松螺釘11-楔形體12-防松螺釘13-限位螺釘14-卡瓦1 5-大卡瓦檔環(huán)16-固 定螺釘17-連接環(huán)18-小卡瓦檔塊19-防松螺釘20-護罩21-彈簧22-鎖環(huán)套23-檔球套24

4、-檔球25-頂套26-扶正體27-壓環(huán)28-摩擦塊29-壓簧30-限釘壓環(huán)31-滑環(huán)32-軌道銷釘33-防松螺釘34-下接頭2工作原理：（運動軌跡是花鍵槽，短槽上死點A,長槽上死點C, B過渡點）坐封：按所需坐封高度上提管柱后下放管柱，由件2630組成的扶正器依靠彈簧29的彈力造成摩擦塊28與套管壁的摩擦力,扶正器則沿中心管7軌跡槽運動,軌道銷釘32從原 來的短槽上死點A經(jīng)過B到達長槽上死點C的坐封位置。由于頂套25的作用，擋球套23被頂開解鎖，從而使卡瓦14被錐體11撐開，并卡在套管內(nèi)壁上。同時，在管柱重量作用 下，件1、2和7一起下行壓縮膠筒，使膠筒直徑變大，封隔油套環(huán)形空間。解封：上提管

5、柱,上接頭1、調(diào)節(jié)環(huán)2和中心管7一起上行,結(jié)果軌道銷釘32又運動到下 死點B,錐體11退出卡瓦14。 同時由于扶正器的摩擦力， 產(chǎn)生一個向下的拉力， 從而卡瓦 準(zhǔn)確回收及鎖球24復(fù)位,擋球套23在彈簧21的作用下,自動復(fù)位,鎖緊裝置恢復(fù)。與此 同時,膠筒收回解封。3技術(shù)規(guī)范：1、工具總長（mm）：20752、鋼體最大外徑（mm:e 1153、扶正塊張開最大外徑（mm:e 134-136工具總長（mm）：1540鋼體最大外徑（mm）：e 115扶正塊張開最大外徑（mm）：e 136丫221（P-T封） 封隔器1結(jié)構(gòu)：見圖10。10Y221封隔器1-上接頭2-調(diào)節(jié)環(huán)3-“”型圈4-長膠筒5-隔環(huán)6

6、-短膠筒7-軌道中心管8-楔形體9-檔環(huán)10、12、19、30、31-防松螺釘11-楔形體13-限位螺釘14-卡瓦15-大卡瓦檔塊16-小卡瓦檔塊17-固定螺釘18-連接環(huán)20-護罩21-扶正體22鎖環(huán)套23檔環(huán)套24-鎖球25-頂套26-扶正體27、32-限位壓環(huán)28-摩擦環(huán)29-彈簧33-轉(zhuǎn)環(huán)34-軌道銷釘35-下接2工作原理：（運動軌跡是“J”形槽）坐封：按所需坐封高度上提管柱后轉(zhuǎn)動管柱，然后下放管柱，由件2632組成的扶正器， 依靠彈簧30的彈力而造成摩擦塊28與套管壁的摩擦力，依靠滑動銷釘34扶正器就沿中心 管7的“J”形槽運動，結(jié)果，件34就從下井時槽的末端運動到坐封位置時的頂端，

7、由于 頂套25的作用，擋球套23被頂開解鎖，從而卡瓦14被錐體11撐開，并卡在套管壁上。 同時，件1、2、7就一起下行壓縮膠筒，使膠筒直徑變大，封隔油套環(huán)形空間。4、扶正塊并緊最大外徑（mm ：e 116扶正塊并緊最大外徑（mm：e 1205、內(nèi)通徑（mm:e 48&承受壓差（MPa:正向25,反向87、工具兩端連接螺紋：2 7/8 TBG內(nèi)通徑（mm：e 52承受壓差（MPa:正向25,反向8工具兩端連接螺紋：2 7/8 TBG8、座封力（KN:80-1009、使用套管：座封力（KN:60-80使用套管：3 -3L上V1止40亙12 yJfin理ME禺、通風(fēng)解封:上提管柱，上接頭1、

8、調(diào)節(jié)環(huán)2和中心管7一起上行，膠筒收回解封，而軌道銷釘34從中心管7“J”形槽的頂端回到末端，錐體11退出卡瓦14,卡瓦就回收解卡，鎖球套23在彈簧21的作用下，自動復(fù)位，鎖緊裝置恢復(fù)。3技術(shù)規(guī)范：1、鋼體最大外徑（mm:e 1155、工具兩端連接螺紋:2 7/8 TBG6、座封力（KN）:80-100Y341注水封隔器1結(jié)構(gòu):見圖11所示，主要由三部分組成:座封部分、密封部分、洗井部分。圖11 Y341注水封隔器1-上接頭2-“”型圈3-洗井閥4-頂套5-外中心管6-內(nèi)中心管7-膠筒8-隔環(huán)9-密封環(huán)1 0-防座剪釘11-卡瓦座12-卡瓦13-鎖套14-解封套15-活塞16-連接頭17-下接頭

9、2工作原理: 座封：從油管內(nèi)加液壓3-4MPa通過連接頭16的小孔作用在上、下活塞15上，使活塞推 動鎖套13和密封環(huán)9上行，壓縮膠筒，使膠筒7直徑變大，封隔油套環(huán)形空間，同時液壓 通過上接頭1的小孔作用在洗井閥3上，使洗井閥3下行與外中心管5的內(nèi)錐面密封，封 閉內(nèi)外中心管的環(huán)形空間。放掉油管壓力，因卡瓦12和鎖套13上的內(nèi)外齒相互嚙合在一 起，使膠筒不能返回。2、扶正塊張開最大外徑（mm）：e 134-1363、扶正塊并緊最大外徑（mm）:e 1164、承受壓差（MPa:正向25,反向8、使用套管:洗井：從套管內(nèi)加液壓，通過頂套4上的側(cè)孔進入內(nèi)外中心管6和5的環(huán)形空間，經(jīng)鎖套13上的側(cè)孔進入

10、下層。解封：上提管柱，上接頭1帶動內(nèi)中心管6,連接頭16上行，而外中心管5、鎖套13和卡 瓦座11、卡瓦12等部件，連接頭上行使解封套14上升，件14的內(nèi)錐面內(nèi)抱卡瓦12,使 卡瓦和鎖套13分離，則鎖套 恢復(fù)。3技術(shù)規(guī)范:4優(yōu)點：可反洗井、封隔件初封壓力僅為1Mpa左右。K344封隔器iMg1結(jié)構(gòu)：見圖12。圖12 K344封隔器13和密封環(huán)9等部件在膠筒7的彈力作用下下行，從而膠筒1、工具總長（mm：15102、鋼體最大外徑（mm：e 1153、最小內(nèi)徑（mm：e 544、工具兩端連接螺紋：2 7/8 TBG5、使用套管:&密封壓力（為25MpaMPa:視所米用圭寸隔件的指標(biāo)而定（如

11、米用120C,25Mpa圭寸隔件密圭寸壓力7、座封壓力：10Mpa8、解封力：W 30KN1-上接頭2-“O型圈3、7-膠筒座4-硫化芯子5-膠筒6-中心管8-濾網(wǎng)罩9-下接頭2工作原理： 從油管內(nèi)加液壓，液壓經(jīng)濾網(wǎng)罩8，下接頭9的孔眼和中心管6的水槽作用在膠筒5的內(nèi) 腔，使膠筒5脹大，封隔油套環(huán)形空間。放掉油管壓力，膠筒即收回解封。3技術(shù)規(guī)范：4、擴張壓力（MPa:最大允許工作壓差（MPa:25-505、工具兩端連接螺紋：2 7/8 TBG丫441-115（B）丟手封隔器、 用途與特點：該封隔器主要用于油、卡堵底層，若將丟手部分去掉，也可用于分層采油， 具有如下特點：1、采用雙雙向卡瓦機構(gòu)，

12、具有錨定可靠，承受大的特性。2、采用馬牙環(huán)鎖緊機構(gòu)，鎖緊方便，可靠。3、采用三牙塊，自動調(diào)心錨定機構(gòu)，克服了因井下的缺陷，封隔器錨定不死的問題。4、該封隔器具有內(nèi)部平衡系統(tǒng)，解封負荷小，解封靈活。原理：1、該套工具主要由丟手部分、封隔部分、錨定部分三部分組成。2、工作原理：坐封：將封隔器與配套丟手連接好后，用油管輸送至設(shè)計井段，從油管加，液體進入1、工具總長（mm）：2、最大外徑（mm）：3、最小通徑（mm）：1265e 110-114e 60-625、采用了特殊結(jié)構(gòu)的筒，座封負荷小，承壓能力高，可達30MPa以上。、結(jié)構(gòu)與工作封隔器座封工作腔，推動聯(lián)接套，剪斷剪釘，推動小錐體移動，撐開卡瓦錨

13、定， 在聯(lián)接套移動的同時，釋放鎖塊，使壓縮套向上移動，擠壓膠筒、套環(huán)形空 間，封隔器座封完畢。丟手：封隔器坐封完畢后，繼續(xù)加壓，液壓推動丟手移動，剪斷剪釘，使丟手鎖緊筒移動，釋放鎖塊，丟手下接頭與封隔器留在井內(nèi)，實現(xiàn)丟手。解封：下專用27/8分瓣撈矛，撈住丟手下接頭內(nèi)的母扣（27/8TBG，直接上提剪斷封隔器剪釘，即可解封將封隔器提出。三、操作說明：1、下入：將封隔器與配套丟手連接好，封隔器下部配一根尾管、絲堵（尾管可無）2、坐封：封隔器下到預(yù)定位置后，管柱頂部離井口500mn左右，連接地面管線，從油管加壓lOMpa左右，穩(wěn)壓5min,泄壓至零，再加壓至15Mpa穩(wěn)壓5min,座圭寸完畢。3、

14、完成上面工序后，將管柱慢慢下放，觀察指重表，若負荷降低，說明封隔器已座封。4、丟手：確認封隔器座封完畢后，將管柱慢慢上提至原懸重，從油管加壓至20-30Mpa，壓力突降，便實現(xiàn)丟手過程。5、解封：解封負荷1OOKN左右。Y531系列酸化壓裂封隔器、它是集反洗井裝置、水力錨總成、密封總成為一體的專用酸化壓裂封隔器。反洗井裝 置可以實現(xiàn)壓裂砂堵時及時反洗井，保證封隔器解封。水力錨總成與封隔器一體化設(shè)計可 以簡化壓裂管柱結(jié)構(gòu)，并給水力錨提供防砂卡結(jié)構(gòu)保護。密封總成的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以讓膠筒 平時處于自由狀態(tài)，施工時才變形封隔環(huán)空。自封皮碗外徑比套管內(nèi)徑大，由于皮碗硬軟 適中且耐磨性好,所以不妨礙使用。此封

15、隔器設(shè)計耐壓差60MPa耐井溫120-150C。、封隔器使用原理 封隔器下入井中設(shè)計位置后反洗井，投鋼球打壓剪斷剪釘，推動上活塞下行，關(guān)閉反洗井 通道。鋼球繼續(xù)下行推動下活塞和滑套，解除密封總成的約束。油管壓力經(jīng)尾管傳遞到自 封皮碗以下環(huán)空，推動自封皮碗上行關(guān)閉下反洗井通道并壓縮膠筒封隔環(huán)空，同時壓力經(jīng) 密封總成和水力錨總成與中心管之間的通道傳遞到錨爪底部，推出錨爪錨定管柱。內(nèi)外壓 力平衡,封隔器為解封狀態(tài).上提解封,如出現(xiàn)砂堵時可以不動管柱立即反洗井，打開反循環(huán) 閥或密封總成內(nèi)部的反洗井通道，洗出壓裂砂，保證管柱安全起出井口。此封隔器不能正 沖砂,正打壓封隔器坐封.配水工具 KPX-114偏

16、心配水器1結(jié)構(gòu)：見圖13所示，由工作筒1和堵塞器2組成。13 KPX-114偏心配水器1-工作筒2-堵塞器2工作原理：注水：正常注水時，堵塞器（圖14）靠其主體5（見圖15）的22 mm臺階坐于工作筒主體5的偏孔上，凸輪8卡于偏孔上部的擴孔處（因凸輪8在打撈桿1的下端和扭簧6的作用 下，可向上來回轉(zhuǎn)動，故堵塞器能進入工作筒，被主體5的偏孔卡住而飛不出），堵塞器 主體5上、下兩組各兩根“O型圈封住偏孔的出液槽，注入水即以堵塞器濾罩13、水嘴11、堵塞器主體5的出液槽和工作筒主體5的偏孔進入油套環(huán)形空間后注入地層。投撈堵 塞器的工作原理詳見投撈器的工作原理說明。圖14偏心配水器工作筒1-上接頭2-

17、上連接頭3-扶正體4、7、10-螺釘5-主體6-下連接套7-螺釘8-支架9-導(dǎo)向體10-螺釘11-“O型圈12-下接頭圖15堵塞器1-打撈桿2-壓蓋3、9、10、12-“O型圈4-彈簧5-主體6-扭簧7-軸8-凸輪11-水嘴13-濾罩3主要技術(shù)參數(shù)： 總長：995mm最大外徑：114mm最小通徑：46mm偏孔直徑：20mm工作壓力：25M Pa堵塞器最大外徑：22mm4技術(shù)要求：a.扶正體3的開槽中心線，22 mm偏孔中心線與工作筒中心線應(yīng)在同一平面。b.凸輪工作狀態(tài)外伸2，收回最大外徑以內(nèi)，凸輪轉(zhuǎn)動靈活可靠。c.工作筒以下300mn以內(nèi)的管柱直徑應(yīng)暢通。KPX-114配水器提掛式投撈器1用途

18、：用于投撈KPX-114偏心配水器的堵塞器。2結(jié)構(gòu)：見圖16。圖16 KPX-114配水器提掛式投撈器1-繩帽2-、3、14-“O型圈4、10、13-螺釘5、16、22-軸6-銷釘7、9、18-壓簧8-投撈爪11、投撈接頭12-主體15-導(dǎo)向體17-導(dǎo)向爪19-導(dǎo)向頭20-鎖輪21-扭簧23-鎖塊3工作原理： 打撈：投撈頭11裝上打撈頭（圖16）用錄井鋼絲下過偏心配水器工作筒（因鎖塊23在鎖 輪20和扭簧21的作用下，鎖塊23可向上來回轉(zhuǎn)動；投撈爪8和導(dǎo)向爪17收攏和被鎖輪20鎖住后，就不能向外轉(zhuǎn)出；而且不凸出投撈器的最大外徑；所以投撈器能通過偏心工作 筒）。然后上提到偏心工作筒上部，鎖塊23

19、和鎖輪20就一起向下轉(zhuǎn)動，投撈爪8和導(dǎo)向 爪17失鎖向外轉(zhuǎn)出張開。再下放投撈器、導(dǎo)向爪1 7沿工作筒導(dǎo)向體9的螺旋運轉(zhuǎn)，當(dāng)導(dǎo) 向爪17進入導(dǎo)向體9的缺口時，投撈爪8已進入工作筒扶正體3的長槽，正對堵塞器打撈 桿。待下放遇阻，打撈頭里的卡瓦已抓住打撈桿1上提投撈器，堵塞器的打撈桿1壓縮彈 簧4上行，打撈桿1下端與凸輪8脫離接觸，凸輪8在扭簧6的作用下向下轉(zhuǎn)動凸輪內(nèi)收， 堵塞器就可被撈出工作筒。投送：將投撈器的投撈頭11裝上壓送頭把堵塞器的頭部插入壓送頭內(nèi)， 二者用剪釘連接在 按上述施工步驟將堵塞器下入偏心工作筒的偏孔內(nèi)，然后上提投撈器，凸輪8的支撐面已 卡在偏孔的上部擴孔處，剪釘被剪斷，堵塞器留

20、在工作筒內(nèi)，投撈器起出。4主要技術(shù)參數(shù)： 最大外徑：45mm總長：1265mm5技術(shù)參數(shù)：a.投撈爪8收擾鎖緊后，在投撈器外徑以內(nèi)；張開后旋轉(zhuǎn)直徑大于80 mmb.導(dǎo)向爪17收擾鎖緊后，不凸出投撈器最大外徑；張開后，凸出投撈器最大外徑6mmc.投撈爪8和導(dǎo)向爪1 7應(yīng)在同一平面。分層注水基本管柱類型為加強有效注水，提高水驅(qū)動用儲量和開發(fā)效果、進一步提高分注工藝水平，結(jié)合中原油田特殊的條件、目前的井況和技術(shù)現(xiàn)狀，特制定水井分層注水現(xiàn)場基本管柱及使用技術(shù)條 件。431分類原則:先按注水層數(shù)確定管柱的大類， 分為“頂封管柱”、管柱”等；然后按管柱、工具的外徑區(qū)分，分為: 再按不同的外徑系列區(qū)分不同的

21、耐壓的技術(shù)指標(biāo)?！耙患壎畏肿⒐苤?、“二級三段“114系列”或“110系列”；其次,如高壓（25MPa、常壓系列（18-25MPa）。432分注基本管柱類型分注基本管柱類型總的分為：頂封管柱（包括114系列頂封管柱和 110系列頂封管柱）； 一級二層分注管柱（油套分注管柱和一級二段分注管柱）；二級三層及以上分注管柱（114（112）系列多級分注管柱和 110系列多級分注管柱）等。1.分注基本管柱的使用技術(shù)條件及參數(shù)114、110系列頂封管柱:a.管柱結(jié)構(gòu):如圖17所示。主要由水力錨+頂封封隔器+座封導(dǎo)流器+單流閥座組成。b.主要工藝用途:（1）卡封隔離上部套漏井；（2）高壓注水下的上保護；（

22、3）停注上層，單注下層。C.使用技術(shù)條件:114系列管柱主要用于51/2inX7.72mnT 9.17mm管井。110系列管柱主要用于51/2inX10.54mm壁或7.72mm 9.17mm微套變井。部套管壁厚套厚套管d.工作原理:座封：連好坐封管線，并將套管放開，從油管內(nèi)加壓 加壓將導(dǎo)流器打開，完成整個管柱坐封。驗封：倒流器打開后，從油管內(nèi)注水，注水壓力至少 格。解封：直接上提管柱。e.主要技術(shù)參數(shù)：見表6。i5MPa完成封隔器座封，之后繼續(xù)25MPa此時套管若無返水則驗封合解封：直接上提管柱。差MPa總長度mm10901070410410195適用套管mm121、124121、12451

23、/2in通用連接扣型278TBG注：1、該管柱耐壓無常壓管柱，均為高壓。2、110封隔器、水力錨所指指標(biāo)，為在 套管中的指標(biāo)。當(dāng)用、時，耐壓指標(biāo)有所下 降。(2)丫241-112系列油套分注管柱:a.主要工藝用途:用于水井油套分注工藝。b.管柱結(jié)構(gòu):如圖18所示。主要由水力錨+Y241油套分注封隔器+坐封球座組成。C.使用技術(shù)條件:主要用于57、壁厚套管井。d.工作原理:座封：管柱到設(shè)計位置后，上提管柱封隔器所需坐封距高度，從油管內(nèi)加壓5-6M Pa后下放至井口位置，完成封隔器座封，之后繼續(xù)加壓至15MPa將坐封球座打開，完成整個管柱坐封。驗封：坐封球座打開后，從油管內(nèi)注水，注水壓力至少25M

24、Pa此時套管若無返水則驗封合格。e.主要技術(shù)參數(shù)：見表7。解封：直接上提管柱。適用套管內(nèi)徑mm51/2in通用上下連接扣型27/8TBG(3)常規(guī)偏心(上提解封式)一級二段管柱a.主要工藝用途:主要用于正注井的分層注水。滿足投撈、調(diào)配以及包括吸水剖面的各種測試要求,b.管柱結(jié)構(gòu)：如圖19所示。主要由水力卡瓦+配+水力錨+Y341系列注水封隔器+偏心配水底部球座+篩管+死堵組成。C.使用技術(shù)條件Y341-114、Y341-112主要用于深度3000米5- 1/2套管正常的正注井。Y341-110主要用于深度3000米的5-1/2套正常或微套變的正注井。d.工作原理:座封：連好坐封管線, 提米，從油管內(nèi)加壓并將套管放開，將管柱5-6MPa后，下放管柱至井口，繼續(xù)加壓至15-20MPa完成封隔器座封。驗封：封隔器坐封后,由測試隊進行投撈。從下至上逐級投撈堵塞器進行驗封。e.主要技術(shù)參數(shù)：見表&內(nèi)徑mm124連接扣型27/8TBG座封：管柱到設(shè)計位置后，上提管柱封隔器所需坐封距高度, 正轉(zhuǎn)2-4圈后下放至井口位置，完成封隔器座封。驗封：封隔器坐封后，裝好井口，將套管放開，從油管內(nèi)注水，注水壓力至少25MPa此時套管若無返水則驗封合格。解封：直接上提管柱。e.主要技術(shù)參數(shù)：見表9。表9一級二