本公司是一家井下工具研发、生产、制造和销售为主的技术型生产加工的封隔器厂家,不断开发与油气开采配套的系列产品,产品已深入到油田、煤层气等多个领域,为客户提供更好的服务。
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。
造成封隔器失效的原因及判断
造成封隔器失效的主要原因是:封隔器胶皮筒变形或破裂,使胶皮筒无法密封:配水器弹簧失灵及管柱底部阀不严,使油管内外压差达不到封隔器胶皮所需要的压力差。封隔器失效后就达不到分层注水的目的,因此,要随时注意观察封隔器是否密封。
封隔器失效的主要表现为:油套压平衡:注水压力不变(或下降),而注入量上升(因封隔器失效造成上下层串通,使吸水能力高的控制层段注水量增加)。
①YI级封隔器失效的判断:
YI级封隔器的密封性可通过注水过程中油、套压及注水量的变化来判断。有下述情况者封隔器不密封。
正注井:油、套压平衡:或注水量突然增加,油压相应下降,套压上升。
合注井:油、套压平衡:改正注后,套压随油压变化而变化。
②YI级以下各级封隔器密封性的判断:
多级封隔器YI级以下若有YI级不密封,则油压下降(或稳定),套压不变,注水量上升。若要具体判断是哪YI级不密封,则要通过分层测试来验证。
封隔器坐封不可靠因素与解决方法分析
封隔器在现场使用过程中常出现的问题是坐封不可靠,那如何解决呢?先先分析一下造成坐封不可靠的因素有哪些?然后对症:
造成封隔器可靠性低的因素主要有以下几种:
1、管柱抽汲蠕动导致卡瓦位置滑动,封隔器胶筒失效;
2、经多次作业坐封,套管易受到损伤,卡封位置形状不规则,使胶筒无法与套管壁紧密结合;
3、胶筒材质不符合现场使用要求。
针对以上三种原因我们采取了对应的解决办法:
1、加管柱补偿器,减少管柱蠕动给封隔器造成的影响;
2、加水力锚加大工具与套管的锚定力;
3、工具下井前严格规定一定要检查套管是否有变形、套管尺寸是否相同,否则不得下井;
4、采用耐高温、高压胶筒,例如K344钢骨架封隔器采用的胶筒能耐压70Mpa,耐温150℃。
封隔器的发展史
要做到单井的分采分注,先一定要有一种井下工具将各油层分开。封隔器就是下人套管内,利用其弹性密封元件的变形来封隔油、气、水层的一种比较重要的井下工具。封隔器接在油管柱的适当部位或下部,这种带封隔器和其他井下工具的油管柱叫做井下工艺管柱。
利用井下工艺管柱封隔油套环空,分隔产层,利用工艺管柱上对准产层部位的油、水配产器、喷砂器等井下工具控制产液(或产层),从而实现对多油层油田的单井分采、分注和分层采取等措施,是保证合理开发油田,使其长期稳产高产,提高采油速度和采收率的重要手段。此外封隔器还用于钻井、试油、卡堵水、热采、修井、保护套管等领域。
正是由于封隔器特的密封作用,为油气水井的正常生产和各种井下工艺措施的顺利实现提供了可靠的保证。
下面是封隔器工艺管柱的启蒙史。
世界上比较早使用的封隔器称为“种子袋”封隔器,由美国于1861年开始使用。
1865年世界上初次使用的小尺寸(百分之3in)套管的底端也是接上这种封隔器而下人井内。早期的这种封隔器结构简单,用途单一,性能较低。
1868年发明了裸眼封隔器。
1888年发明了一种开有油压、套压连通孑L的单胶筒封隔器,其胶筒在锥形体的作用下膨胀而实现密封。此后,对封隔器的研究工作在美国和其他国家得到了高度重视。
目前,美国参与研制、销售的厂商非常多,封隔器产品达数百种。
前SU联在20世纪30年始使用封隔器。我国研制和使用封隔器较晚,但发展迅速。目前,我国各大油田都有研制封隔器的单位,研制使用的各种封隔器达几百种,一些耐高压(105MPa)、高温(325℃)的封隔器也已投入使用。
由于人类对石油后备储量勘探的需要,不得不在越来越恶劣的环境——JI端高温、JI端高压、JI端复杂的条件下进行钻井和完井。为满足生产的需要,封隔器将朝着高性能、多用途、适应多种工况、寿命长、结构简单、大通径、密封材料膨胀收缩性能更好的方向发展。
有需要封隔器、胶塞等井下工具、钻井工具,需要安装、调试、维修井下工具等业务,可拨打本公司电话进行咨询。