封隔器型號(hào)與原理

1、4.1.1封隔器的分類及型號(hào)編制封隔器的分類封隔器封隔件實(shí)現(xiàn)密封的方式進(jìn)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(shí)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(shí)現(xiàn)密封的封隔器。擴(kuò)張式：靠徑向力作用于封隔件內(nèi)腔，使封隔件外徑擴(kuò)大實(shí)現(xiàn)密封的封隔器。組合式：由自封式、壓縮式、擴(kuò)張式任意組合實(shí)現(xiàn)密封的封隔器。封隔器型號(hào)編制編制方法：按封隔器分類代號(hào)、固定方式代號(hào)、坐封方式代號(hào)、解封方式代號(hào)及封隔器 鋼體最大外徑、工作溫度/工作壓差六個(gè)參數(shù)依次排列，進(jìn)行型號(hào)編制，其形式如下：SHAPE * MERGEFORMAT坐封方式代號(hào)固定方式代號(hào)分類方式代號(hào)代號(hào)說明：分類代號(hào)：用分類

2、名稱第一個(gè)漢字的漢語拼音大寫字母表示，組合式用各式的分類代號(hào)組合表示。見表2。表2分類代號(hào)分類名稱自封式壓縮式擴(kuò)張式組合式分類代號(hào)ZYK用各式的分類代號(hào)組合表示表3固定方式代號(hào)固定方式名稱尾管支撐單向卡瓦懸掛雙向卡瓦錨瓦代號(hào)12345坐圭寸方式代號(hào)：用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，見表4。表4坐圭寸方式代號(hào)坐封方式名稱提放管柱轉(zhuǎn)動(dòng)管柱自封液壓下工具熱力代號(hào)123456解圭寸方式代號(hào)：用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，見表5。表5解封方式代號(hào)解封方式名稱提放管柱轉(zhuǎn)動(dòng)管柱鉆銃液壓下工具熱力代號(hào)123456鋼體最大外徑：用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，單位為毫米（mm）。工作溫度：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

3、示，單位為兆。4.2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(chǎng)井況的變化，封隔器也隨之逐步改進(jìn)，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 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- “ C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15-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(hù)罩21-彈簧22-鎖環(huán)套23-檔球套24-檔球 25-頂套26-扶正體27-壓環(huán)28-摩擦塊29

4、-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 工作原理：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(yùn)動(dòng)，軌道銷釘 32從原 來的短槽上死點(diǎn) A經(jīng)過B到達(dá)長(zhǎng)槽上死點(diǎn) 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(shí)，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(yùn)動(dòng)到下死點(diǎn)B，錐體11退出

5、卡瓦14。同時(shí)由于扶正器的摩擦力，產(chǎn)生一個(gè)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(dòng)復(fù)位，鎖緊裝置恢復(fù)。與此 同時(shí)，膠筒收回解封。Y221封隔器 結(jié)構(gòu)：見圖10。圖10 ZYY221封隔器1-上接頭2-調(diào)節(jié)環(huán)3-'型圈4-長(zhǎng)膠筒5-隔環(huán)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(hù)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-

6、軌道銷釘35-下接頭工作原理：坐封：按所需坐封高度上提管柱后轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)銷釘34扶正器就沿中心 管7的“形槽運(yùn)動(dòng)，結(jié)果，件 34就從下井時(shí)槽的末端運(yùn)動(dòng)到坐封位置時(shí)的頂端，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(shí)， 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。解封：上提管柱，上接頭1、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 “彫槽的頂端回到末端，錐體11退出卡瓦14，卡瓦就回收解卡，鎖球套 2

7、3在彈簧21的作用下，自動(dòng)復(fù)位，鎖緊裝置恢復(fù)。Y341注水封隔器結(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)10-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 接頭工作原理：座封：從油管內(nèi)加液壓，通過連接頭16的小孔作用在上、下活塞 15上，使活塞推動(dòng)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(shí)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

8、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。洗井：從套管內(nèi)加液壓，通過頂套4上的側(cè)孔進(jìn)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(jìn)入下層。解封：上提管柱，上接頭1帶動(dòng)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 恢復(fù)。K344封隔器 結(jié)構(gòu)：見圖12。圖12K344封隔器1-上接頭2-“O”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

9、 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。4.2.2配水工具KPX-114偏心配水器結(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-堵塞器工作原理：注水：正常注水時(shí)，堵塞器 （圖14）靠其主體5 （見圖15）的22 mm臺(tái)階坐于工作筒主體 5 的偏孔上，凸輪 8卡于偏孔上部的擴(kuò)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(dòng)，故堵塞器能進(jìn)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

10、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(jìn)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。ZH-BC-C圖14偏心配水器工作筒1-上接頭2-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-“ C型圈4-彈簧5-主體6-扭簧7-軸8-凸輪11-水嘴13-濾罩主要技術(shù)參數(shù):總長(zhǎng)： 995mm最大外徑：114mm最小通徑：46mm偏孔直徑：20mm工作壓力：25MPa堵塞器最大外徑：22mm技術(shù)要求:a.扶正

11、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(dòng)靈活可靠。c. 工作筒以下300mm以內(nèi)的管柱直徑應(yīng)暢通。KPX-114配水器提掛式投撈器 用途：用于投撈KPX-114偏心配水器的堵塞器。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-“ C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 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

12、23在鎖 輪20和扭簧21的作用下，鎖塊 23可向上來回轉(zhuǎn)動(dòng)；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和鎖輪20就一起向下轉(zhuǎn)動(dòng)， 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 17 沿工作筒導(dǎo)向體 9的螺旋運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)導(dǎo)向爪17 進(jìn)入導(dǎo)向體 9 的缺口時(shí)，投撈爪 8 已進(jìn)入工作筒扶正體 3 的長(zhǎng)槽，正對(duì)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

13、向下轉(zhuǎn)動(dòng)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(kuò)孔處，剪釘被剪斷，堵塞器留在工作筒內(nèi)，投撈器起出。 主要技術(shù)參數(shù)：最大外徑： 45mm 總長(zhǎng)： 1265mm 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 mm。b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 6±0.5 mm。c. 投撈爪8和導(dǎo)向爪17應(yīng)在同一平面。4.3 分層注水基本管柱類型

14、為加強(qiáng)有效注水， 提高水驅(qū)動(dòng)用儲(chǔ)量和開發(fā)效果、 進(jìn)一步提高分注工藝水平， 結(jié)合中原油田 特殊的 地質(zhì) 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(chǎng)基本管柱及使用技術(shù)條 件。4.3.1 分類原則：先按注水層數(shù)確定管柱的大類， 分為“頂封管柱”、“一級(jí)二段分注管柱 ”、“二級(jí)三段管柱 ”等； 然后按管柱、工具的外徑區(qū)分，分為：“114系列”或“11系列”；其次，再按不同的外徑系列區(qū)分不同的耐壓的技術(shù)指標(biāo)。如高壓（> 25MPa、常壓系列（18-25MPa）。4.3.2 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(jí)二層分注管

15、柱（油套分注管柱和一級(jí)二段分注管柱）；二級(jí)三層及以上分注管柱（114（112）系列多級(jí)分注管柱和110系列多級(jí)分注管柱）等。1. 分注基本管柱的使用技術(shù)條件及參數(shù)114110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）高壓注水下的上部套管保護(hù)；（3 ）停注上層，單注下層。c. 使用技術(shù)條件:1114系列管柱主要用于 5 12nX7.72mm、9.17mm壁厚套 管井。110系列管柱主要用于 51/2inX10.54mm壁厚套管 或7.72mm、9.17mm微套變井。d. 工作原理：座封：連

16、好坐封管線，并將套管放開，從油管內(nèi)加壓15MPa，完成封隔器座封，之后繼續(xù)加壓將導(dǎo)流器打開， 完成整個(gè)管柱坐封。驗(yàn)封：倒流器打開后，從油管內(nèi)注水，注水壓力至少25MPa，此時(shí)套管若無返水則驗(yàn)封合格。解封：直接上提管柱。e. 主要技術(shù)參數(shù)：見表 6。表6114、110頂封系列管柱配套工具主要技術(shù)參數(shù)表114系列頂封封隔器110頂封封隔器座封、導(dǎo)流器參工具數(shù)參114頂封封隔器114水力錨110頂封封隔器110水力錨量耐溫'C130130130130130耐壓MPa3535353535外徑mm14114110110110內(nèi)通徑mm5054485050最小座封啟動(dòng)壓差 MPa151151/總長(zhǎng)

17、度mm10901070410410195適用套管mm121、 124121、 12451/2in通用連接扣型27/8TBG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118.62mm套管中的指標(biāo)。當(dāng)用 124.3mm、121.4mm時(shí)，耐壓指標(biāo)有所下降。（2）Y241-112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51/2inX7.72mm、9.17mm壁厚套管井。d. 工作原理:座封：管柱到設(shè)計(jì)位置后，上提管柱封隔器所需坐封距高

18、度，從油管內(nèi)加壓5-6MPa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(gè)管柱坐封。驗(yàn)封：坐封球座打開后，從油管內(nèi)注水，注水壓力至少25MPa，此時(shí)套管若無返水則驗(yàn)封合格。解封：直接上提管柱。e. 主要技術(shù)參數(shù)：見表 7。表7Y241-112油套分注管柱配套工具主要技術(shù)參數(shù)表參工具/、水力錨Y241-112封隔器泄壓滑套備注數(shù)參量耐溫'C130130130耐壓MPa353035外徑mm11411295內(nèi)通徑624535mm最小座圭寸啟動(dòng)壓差15 MPa5100KNMPa總長(zhǎng)度4101100583mm適用套管內(nèi)徑mm51/2in通用上下連接扣型27/

19、8TBG(3 )常規(guī)偏心(上提解封式)一級(jí)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(cè)試要求,1b. 管柱結(jié)構(gòu)：如圖19所示。主要由水力卡瓦+偏配+ 水力錨+Y341系列注水封隔器+偏心配水器+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米的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 套管正常 或微套變的正注井。d. 工作原理：座封：連好坐封管線，并將套管放開，將管柱上提 0.6-0.7米，從油管內(nèi)加壓 5-6MPa后，下放管柱至 井口

20、，繼續(xù)加壓至 15-20MPa，完成封隔器座封。驗(yàn)封：封隔器坐封后，由測(cè)試隊(duì)進(jìn)行投撈。從下至 上逐級(jí)投撈堵塞器進(jìn)行驗(yàn)封。解封：直接上提管柱。e. 主要技術(shù)參數(shù)：見表 &表8上提解封式一級(jí)二段分注管柱配套工具主要技術(shù)參數(shù)表支撐卡瓦偏心配水器0114系列112系列球座及撞擊 筒114Y341-114110Y341-112參工水力錨封隔器水力錨封隔器X數(shù)具參量耐溫'C130130130130130130耐壓MPa35353535353535外徑mm114114114114110112內(nèi)通徑604660505450mm座封啟動(dòng)壓差MPa5120120總長(zhǎng)度455983410125741

21、01157mm適用套管121內(nèi)徑mm51/2in通用12451/2in通用連接扣型27/8TBG(4) 一級(jí)二段長(zhǎng)效分注管柱：a. 主要工藝用途：用于井下調(diào)配的一級(jí)二段分注工藝。b. 管柱結(jié)構(gòu)：如圖20所示。主要由水力錨 + TY221-110封隔器+喇叭口等。c. 使用技術(shù)條件主要用于井深3500米的5-1/2 '套管注水井。d. 工作原理座封：管柱到設(shè)計(jì)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。圖20驗(yàn)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(shí)套管若無返水則驗(yàn)封合格。解封：直接上提管柱。e. 主要技

22、術(shù)參數(shù)：見表 9。表9一級(jí)二段分注長(zhǎng)效管柱配套工具主要技術(shù)參數(shù)表參工數(shù)具參量114系列110系列配水芯體114水力錨114一級(jí)二段封隔器110水力錨110一級(jí)二段封隔器耐溫'C130130130130130耐壓MPa3535353535外徑mm11411411011055內(nèi)通徑mm6249604940最小座圭寸啟動(dòng)壓差MPa180KN180KN總長(zhǎng)度mm41014734101473523適用套管內(nèi)徑mm1 25/inX7.72、9.1751/2in通用上下連接扣型7 82 /TBG圖21(5)114 112系列多級(jí)(三層及以上)分注管柱a主要工藝用途：用于井況較好、井下調(diào)配、測(cè)試的多級(jí)分注工藝。b. 管柱結(jié)構(gòu)：如圖21所示。主要