组装保养封隔器.docx
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组装保养封隔器
组装、保养封隔器
熟练掌握各种类型封隔器的型号、分类、代号和用途;初步掌握Ylll、Y211、Y344、K344封隔器的用途、主要结构和工作原理,并能够进行Ylll、Y211、Y344、K344封隔器的拆卸和保养。
能够进行了Y111、K344封隔器的组装,
二、使用工具
(1)专用工件台和压力钳;
(2)600mm、900mm、1200mm管钳两把;
(3)备用各型号封隔器胶筒、密封胶圈若干套
(4)螺丝刀2把。
三、封隔器基本知识
(一)概述
随着采油工艺技术的不断发展,人们对油层的认识也在不断深化。
对于多油层油气井,由于油层是非均质性的,各油层的产量、压力和吸水能力往往差异很大,这就需要对油井进行分层注水、分层采油、分层测试、分层改造、分层管理、分层研究,实现多油层油田的合理开发,这就要用到能起到分隔井下油层与汕层的井下分层设备,即封隔器:
所以渭封隔器是指具有弹性元件,并以此封隔油套环形空间、隔绝产层,以控制产(注)层,保护套管的井下工具
封隔器是套管内封隔油层的重要工具,它的主要元件是胶皮筒,是实现层间分隔的密封元件,通过水力或机械的作用,使胶皮筒膨胀密封油套环形空间,把上下油层分隔开,达到分层的目的。
封隔器的主要工:
作过程有:
坐封、验封、解封。
坐封:
封隔器在下至预定位置后,在给定的方法和载荷作用下产生动作,使封隔器的密封元件达到膨胀密封的工作状态,这种操作称封隔器的坐封。
验封:
封隔器坐封后,通过泵车打压,验证密封元件是否处于密割‘状态的操作叫验封。
解封:
当分层作业完成,需要从井内起山封隔器时,按给定的方法和载荷解除封隔件的工作状态的操作叫解封。
(二)封隔器的分类
封隔器是井下分层作业的主要设备,在油气井的各种工艺技术措施中起到极为重要的作
用,国内外各油田都非常重视封隔器的结构性能与使用技术的研究,因此封隔器的结构类型与使用工艺技术得到了较快的发展。
随着工艺技术的进步,封隔器朝着多功能、多用途的方向发展。
因此封隔器的种类较多。
封隔器的分类和命名也较复杂。
主要分类方法有:
按坐封原理分:
有机械式、水力式:
按密封原理分:
压缩式、楔入式、扩张式、自封式。
按支撑方式分:
有支撑式(或锚定式)和悬挂式。
按承压大小分:
有中压封隔器(耐压力≤30MPa)和高压封隔器(耐压压力>30MPa)。
此外也可以按使用目的、使用部位、承压方向等进行分类。
为了便于使用和管理,SY5105--86《油气田封隔器分类及型号编制方法》标准对封隔器的分类进行厂统一和规范,具体的分类方法是按封隔器封隔件分类代号、封隔器支撑、坐封、解封方式代号及封隔器刚体的最大外径5个参数依次排列,进行封隔器型号分类编制的,如下所示:
(5)钢体最大外径:
用阿拉伯数字表示,单位是毫米(mn))。
(6)应用本标准,可将油田名称加在封隔器型号的前面,特殊用途加到封隔器型号的后
面,型号编制仍按此标准。
应用举例:
Y211—114封隔器:
表示该封隔器封器件的工作原理为压缩式,单向卡瓦支撑,提放管柱坐封,提放管柱解封,钢体最大外径114mm。
华北k341—140型裸眼封隔器:
表示华北油田封隔器,封隔件的工作原理为扩张式、无支撑、液压坐封、提放管柱解封、钢体最大外径为140mm,适用于裸眼井。
四、压缩式封隔器
压缩式封隔器是靠轴向力压缩封隔件,使封隔件直径变大实现密封的
Ylll系列,Y341系列、Y344系列,下面就简要介绍这儿种封隔器。
(一)Ylll型系列封隔器
1.工作原理及技术参数
Ylll封隔器是在封隔器下部连接—定长度的尾管,以井底(或卡瓦封隔器和支撑卡瓦)
为支点,将油管部分重量加在封隔器上使封隔器的封隔件受压膨胀,达到密封油套环形空间
的目的。
常用的主要有Y111系列封隔器的优点是结构简单,使用操作方便,密封可靠,坐封和解封可靠等,可以单独使用,也可以和配套工具组合使用,主要应用于分层采油、分层测试、分层找水堵水、分层酸化等。
(1)结构:
Ylll型封隔器的结构各油田基本相同,如图2—3—1所示。
主要有Y111—
102、Ylll—114、Ylll—150等规格,分别适用于5in、51/2in、7in等套管。
(2)工作原理:
将封隔器管柱按设计要求下入井内,坐封时先经过坐封高度计算。
按所计算的坐封高度下放管杜,因承压接头和下接头与尾管相接,以井底(或卡瓦封隔器或支撑卡瓦)为支点,坐封剪钉在一定管柱重力作用下被剪断,上接头、调节环、中心管和键一起下行,压缩胶筒的外径变大,封隔油套环形空间。
解封时上提管柱,胶筒回收恢复原状,实现解封。
(3)Ylll封隔器主要技术参数见表2-3-5。
表2—3—5Ylll封隔器主要技术参数
2.Y111—114封隔器组装
(㈠将封隔器下接头固定在工作台的压力钳工
(2)装承压接头密封胶圈和调节环密封胶圈。
(3)将承压接头人中心管上:
。
4)装好坐封剪钉。
5)将键装入中心管键槽内。
6)将压缩距垫环装入下接头。
7)将承压接头与下接头连接。
8)依次将封隔件、隔环套装在中心管上。
9)将上接头和调节环组装在一起,装到中心管上端并上紧
(10)将调节环压紧,上好防松销钉:
(二)Y211型系列封隔器
Y211封隔器为单向卡瓦式封隔器,依靠自身结构中的’卡瓦咬住套管内壁,以此作为支撑施加部分油管柱重力,压缩胶筒使之膨胀,密封油套环形空间。
Y211封隔器主要用于分层试油、分层采油、分层找水、堵水、分层压裂、酸化和防砂等。
Y211封隔器各油田在结构设计上不尽相同,主要由胶筒总成,卡瓦和摩擦块总成和销钉换位机构等组成。
其中销钉换位机构主要是长短轨道槽。
见图2—3—2所示。
2.工作原理
封隔器在下井过程中摩擦块在弹簧的张力作用下紧贴套管内壁下行,卡瓦和摩擦块总成
位于短轨道上死点,当封隔器下至预定位置时上提下放管柱,卡瓦和摩擦块总成由短轨道进入长轨道上死点,锥体推动卡瓦张开,使卡瓦咬合在套管壁上形成支撑,同时坐封剪钉在—
柱重力的作用下被剪断,胶筒压缩,使胶筒的直径变大,从而封隔油、套环形空间。
解封叫‘上提管柱,卡瓦和摩擦块总成由长轨道进人短轨道上死点,并带动锥体上行
体退山卡瓦,胶筒也自动回收而解封。
3.主要技术参数
4.技术要求
(1)下管柱时,管柱—亡提高度必须小于防坐距,一般不得超过o.5m,否则会使封隔器中途坐封,如遇封隔器中途坐封,可上提管柱1m左右,解封后继续下管柱。
(2)在井现条件允许时,封隔器下部应接3040m尾管。
(三)Y341型封隔器
该型封隔器为水力压缩式,靠油管内加液压而压缩胶筒,使其直径变大密封油套环形空
间。
该型封隔器坐封后具有锁紧扣构,使胶筒在油管压力卸掉后不能白动收回而解封。
该型封隔器主要用于分层试油、分层采油、分层找水、堵水,也可以和配套工具组合用于分层压裂酸化等,一般可以多级使用。
1.结构
Y341型封隔器的结构不尽相同,但具工作原理基本
114型封隔器的结构示意图。
2.工作原理
如图2—3—3所示为Y341
坐封时,从油管内加液压,液压推动活塞上行,坐封剪钉被剪断,坐封活塞推动上下调节环外中心管、锁紧座一起上行压缩胶筒并锁紧,使封隔器处于坐封状态。
解封时,上提油管柱,解封剪钉被剪断,解封剪钉座、锥环和锁环被卡在锁套内,随管柱向上运动。
锁紧座、外中心管、上调节环、下调节环和坐封活塞在胶筒的弹力作用下退回,胶筒收回解封。
3.主要技术参数
4.技术要求
(1)下管柱时,管柱—亡提高度必须小于防坐距,一般不得超过o.5m,否则会使封隔器中途坐封,如遇封隔器中途坐封,可上提管柱1m左右,解封后继续下管柱。
(2)在井现条件允许时,封隔器下部应接3040m尾管。
(三)Y341型封隔器
该型封隔器为水力压缩式,靠油管内加液压而压缩胶筒,使其直径变大密封油套环形空
间。
该型封隔器坐封后具有锁紧扣构,使胶筒在油管压力卸掉后不能白动收回而解封。
该型封隔器主要用于分层试油、分层采油、分层找水、堵水,也可以和配套工具组合用于分层压裂酸化等,一般可以多级使用。
1.结构
Y341型封隔器的结构不尽相同,但具工作原理基本
114型封隔器的结构示意图。
2.工作原理
如图2—3—3所示为Y341
坐封时,从油管内加液压,液压推动活塞上行,坐封剪钉被剪断,坐封活塞推动上下调节环外中心管、锁紧座一起上行压缩胶筒并锁紧,使封隔器处于坐封状态。
解封时,上提油管柱,解封剪钉被剪断,解封剪钉座、锥环和锁环被卡在锁套内,随管柱向上运动。
锁紧座、外中心管、上调节环、下调节环和坐封活塞在胶筒的弹力作用下退回,胶筒收回解封。
3.主要技术参数
Y341—114封隔器主要技术参数见表2-3-7。
4.Y341—114封隔器拆卸
(1)将封隔器上接头固定在工作台的压力钳上。
(2)卸下下接头和下压帽。
(3)将活塞套与承压接头间的螺纹卸开,取下下压帽和活塞套,此时活塞套内部带有下卡
簧压帽和活塞;用专用工具将卡簧压帽与活塞间的扣卸开,即可将它们从活塞套和下压帽中取
(4)拆下拉钉挂,取下承压接头。
(5)卸下上接头,依次取下密封环、密封隔件、隔环、承压套。
5.技术要求
该型封隔器解封剪钉的材质性能必须稳定,使剪断力有一个固定值,以保证封隔器坐封和解封的可靠性。
如果解封剪钉的剪断力大于胶筒与套管的摩擦力,解封剪钉就不能剪断,封隔器就不能解封。
(四)Y344型封隔器
Y344封隔器为无支撑、液压坐封和液压解封的压缩式封隔器,主要应用于分层试油、分层找水、堵水和油井热油循环清蜡。
1、结构
4所示为Y344型封隔器的结构示意图。
2.工作原理
坐封时,从油管内加液压,一方面液压经中心管7的孔眼作用在承压接头11上,剪钉9被剪断,推动活塞套13,承压接头11和承压套10上行压缩胶筒5,使胶筒5直径变大,封隔油套环形空间,另一方面液压经中心管7的孔眼又作用在活塞17上,但坐封压力不能使解封拉钉15被拉断,活塞17固定不动。
放掉油管压力,由于活塞套13被卡簧20卡住,活塞套13、承压接头11和承压套10则在胶筒的弹力作用下不能退回,胶筒5就始终处于封隔油套环形空间的状态。
解封时,油管内加液压,一方面液压经中心管7的孔眼作用在承压接头11上,推动活塞套13,承压接头11和承压套10上行,直到承压接头11的台阶与中心管?
的外台阶接触,另一方
面液压经中心管7的IL眼作用在活塞17上,解封拉钉15被拉断,但活塞17的承压面积大于承压接头1l的承压面积,所以活塞17就在液压和胶筒5的弹力作用下带着活塞套13、承压接头11和承压套10下行,胶筒5就收回解封。
4.Y344—114型封隔器拆卸
([)将封隔器上接头固定在工作台的压力钳上。
(2)卸下下接头和下并帽。
(3)将活塞套与承压接头间的螺纹卸开,取下下并帽和活塞套,此时活塞套内部带有下卡簧压帽和活塞;用专用工具将卡簧压帽与活塞间的扣卸开,即可将它们从活塞套和下并帽中取出。
(4)拆下拉钉挂,取下承压接头。
(5)卸下上接头,依次取下密封环、密封隔件、隔环、承压套。
5.技术要求
经地面试验合格后才能下井。
五、水力扩张式封隔器
水力扩张式封隔器没有支撑,靠油管内施加液压,使胶筒向外扩张来封隔油套环形空间
的,所以水力扩张式封隔器是靠油套的内外压差来实现坐封的,即油管压力必须大于套管压
力,故而水力扩张式封隔器必须和节流器配套使用。
水力扩张式封隔器结构简单,安装和使用都非常方便。
目前油田常用的水力扩张式封隔
器是K344型,主要用于分层注水、分层压裂、酸化等。
下面就以K344封隔器为例对水力扩张式封隔器作以简要介绍。
1.结构
如图2-3-5所示为K344封隔器的结构示意图。
2.工作原理
坐封时,从油管内加液压,液压经滤网罩、下接头的孔眼和中心管的水槽作用于胶筒的内腔,使胶筒胀大,封隔油套环形空间。
解封时,放掉油管内的压力,胶筒即可收回解封。
3.主要技术参数
见表2—3—9。
表2—3—9k344封隔器主要技术参数
4.K344—114封隔器拆卸
(1)将封隔器上接头固定在工作台的压力钳上。
(2)旋下下接头。
(3)取下滤网罩。
(4)旋下胶筒座和胶筒。
(5)旋下中心管。
(6)将胶筒座与胶筒旋开。
(7)将密封圈从上、下接头取下。
5.质量检验标准
(1)质量标准:
坐封压力O.5—1.5Mpa,稳压5min,要求各连接部件不刺不漏,肩部突出4~5mm,对角偏心值不小于1.2mm,永久变形不大于5%,各部件螺纹过盈量不超过技术标准,装配尺寸不超标准。
(2)试压标准:
试压0.8~1.0Mpa,胶筒扩张145mm以上,在直径127mm套管中试压12Mpa,对角偏心不允许超过6mm,胶筒肩部突出6mm.。
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