封隔器的分类标准 封隔器生产厂家电话 封隔器型号参数
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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,还有前面提到的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核心。
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。
k341封隔器的坐封解封方式说明
k341封隔器是一种扩张式、悬挂固定、液压坐封、提放管柱解封的封隔器,主要采用扩张式胶筒密封,无卡瓦锚定,液压坐封,上提或液压解封。该封隔器主要由上接头,平衡机构、上提解封机构、液压解封机构,上、下护环,胶筒,液压坐封机构,抗阻机构、下接头组成。
k341封隔器的具体坐封解封方式:
1、坐封:油管内打压,压力通过液压坐封机构,进入封隔器内腔,胶筒涨封,坐封完成后,液压坐封机构关闭,停压时封隔器不解封。
2、液压解封:油套环空打压,压力将液压解封机构打开,封隔器内腔液体由液压解封机构排放到油管内腔,封隔器解封。油管内再次打压时,液压解封机构关闭,封隔器正常坐封。
3、上提解封:上提管柱,剪断解封剪钉,上提解封机构打开,封隔器内腔液体由液压解封机构排放到油管内腔,封隔器解封。上提解封后,封隔器不能再坐封。
k341封隔器与配水器配套使用。适用于51/2"套管井分层注水;同样可以用于油井,卡层采油工艺(不带反洗通道),该产品已深入到油田、煤矿、地热井、盐矿、地壳应力测试等多个领域,深受用户好评。
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。
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