Y441系列双压差逐级解封封隔器

Ｙ４４１系列双压差逐级解封封隔器（以下简称Ｙ４４１封隔器）采用液压坐封，双锥体卡瓦锚定，机械内锁紧，上提下放管柱解封的结构，具有多级使用，逐级解封的功能，坐封可靠，卡位准确，并能改善管柱受力状况。该封隔器与配套工具组合，能形成六套工艺管柱，可适应不同井况的工艺要求，现场３００多井次的应用表明，Ｙ４４１封隔器性能优良，并部分地替代了国外进口的同类产品。     

逐级解封封隔器

常规封隔器解封时,由于中心管整体受力,解封负荷不断增大,作业施工中容易出现拔不动的现象.为此,设计了一种新型的解封机构, 以改变封隔器解封时的受力方式,使封隔器按照由上至下的顺序逐级解封,从而减小了解封负荷,保证作业施工的顺利进行.室内实验和现场试验表明,此封隔器具有逐级解封功能,技术指标达到设计要求.     

双解封方式的斜井封隔器

由于Y2 4 1封隔器为单一的上提管柱方式解封 ,使得该型封隔器只能用于直井和小斜度井 ,而不能用于斜井、大斜度井和大斜度超深井。为此 ,将现有Y2 4 1封隔器改造成双解封方式斜井封隔器 ,这种封隔器结构的上半部分与现有Y2 4 1封隔器完全相同 ,只对下半部分解封部位做了改动。改进后的封隔器增加了解封滑套、挡块、解封剪钉Ⅱ、挡环、下中心管等部件 ,它可上提管柱解封 ,也可打压解封 ,解封安全可靠 ,适用于各类斜井。     

多级分注井逐级解封封隔器研制

长庆油田开发油藏存在多层系叠合、层系内油层发育、油层非均质性强的现象,要求注水开发油藏实施精细分层注水。常规注水用Y341型封隔器在多层分注井上存在解封作业风险大的问题。针对这一问题,开展封隔器坐封机构、解封机构研究,通过改进坐封锁紧机构、优化解封剪钉,研制出Y341型多级分注井逐级解封封隔器。试验证明:该封隔器具有坐封性能稳定、单个解封力小(30~40kN)的优点,同时能够在多层分注井上实现从上而下依次解封的功能,克服多层分注井的解封载荷叠加效应,降低了作业风险。     

Y341B-115逐级解封封隔器的研制与应用

针对现有多层堵水封隔器坐封难、解封难问题,优化设计了逐级解封封隔器的坐封机构、锁紧机构、验封机构、平衡保护机构、逐级解封机构。该封隔器操作简单,解封动作可靠,解封负荷小,小于20 kN;验封可靠,多级使用可对各级封隔器验封;其平衡保护机构可使封隔器既承上压又承下压,具有双向承压能力;优选出氢化丁晴胶料,提高了胶筒耐温耐压性能;设计有防中途坐封的销钉,保护封隔器的密封件,提高了封堵管柱的可靠性。经现场多级堵水应用,封堵效果好,起管柱时解封负荷小,实现了逐级解封,为厚油层多级堵水提供技术支撑。     

Y441—152型注蒸汽封隔器

根据油田的实际情况,研制了Y441—152型注蒸汽封隔器。这种封隔器主要由锚定、密封、坐封、锁紧和解封等机构组成,采用液压坐封,上提管柱解封。它具有耐高温、耐高压、密封可靠和锚定牢靠的特点。室内试验结果表明,其坐封压力为15～20MPa,解封力为50～80kN。现场推广应用中,其坐封压力15～21 MPa,工作温度300～350℃,解封力80～100 kN,坐封成功率98％,解封成功率95％。     

影响Y441B型双向锚定封隔器解封力的因素及计算方法

采用上提管柱解封的液压式封隔器管柱,由于压力效应及泵抽等因素影响,将产生一定的收缩力。为了防止封隔器在工作过程中失效,并为解封剪钉(或剪环)的选择提供理论依据,必须进行解封力的设计计算。本文提出了影响其解封力的5项因素,并以Y441B型双向锚定封隔器为例进行了详细的分析计算。分析方法也适用于其它封隔器解封力的设计计算。     

多段分层注水井逐级解封封隔器研制与应用

常用压缩式封隔器的技术结构普遍是坐封时用解封销钉来锁住整个坐封机构,保持胶筒压缩,解封时通过剪断这个销钉实现胶筒的释放。如果解封销钉小一些,注水过程中外压升高时,销钉常常会自动剪断使封隔器解封;如果加大销钉,每一级封隔器解封力增大,导致管柱上提力逐渐增加,致使解封困难。针对这个问题,通过改变封隔器的技术结构,使坐封机构和解封机构脱离,研究设计了能实现逐级解封的注水井可洗井封隔器,从而改变了常规水井封隔器管柱上提整体管柱、封隔器胶筒同时摩擦套管壁的概念,每级封隔器单独承受上提管柱的解封力,从最上一级封隔器开始依次解封。现场应用表明,逐级解封封隔器实现了管柱在封隔器逐级解封的情况下小载荷起出,从而有效地解决了管柱无法顺利起出的问题,为多层段细分注水提供了技术保障。     

Y441E型液压封隔器

为了解决目前双向锚定型封隔器坐封压差高 (一般为 15～ 2 0MPa) ,存在中途坐封和解封安全隐患的问题 ,研制了Y4 4 1E型液压封隔器。它采用的双液压活塞联动坐封机构可降低坐封压差 ;双锥体双向锚定和下锥体脱卡机构提高了封隔器的解封安全性 ;液压平衡机构实现了封隔器多级使用、逐级解封 ,且不影响解封力的大小。 4 2井次的现场试验表明 ,这种封隔器坐封、密封、解封可靠 ,施工成功率达 10 0 % ,是一种性能优良的悬挂、分层封隔采油工具。     

Y441B型双向锚定封隔器结构分析

Y441B型双向锚定封隔器是一种单卡瓦及锥体锚定式封隔器，它利用液压坐封、提放管柱解封。由于设计有坐封平衡机构，解决了因下接头与和心管分开、受力不平衡而造成在坐封的同时自动解封的问题。此外，设计有承压平衡室，改善了工作时的受力状态；采用单面螺纹步进锁紧机构，提高了封隔器坐封和密封的可靠性。因采用单卡瓦双锥体锚定方式，解决了下锥体用主动机械力脱卡的技术难题。     

Y411—115型可取式双卡瓦封隔器

针对封隔器承压能力与解封力之间的矛盾而研制的Ｙ４１１—１１５型可取式双卡瓦封隔器,主要由坐封、解封和密封三大机构组成,靠机械坐封和解封,并设有液体平衡通道、应急释放装置及独特的自锁机构,使得封隔器解封力与承压能力无关,具有防中途坐封、解封可靠、可重复坐封和解封、承受上下压差能力高和操作简单等特点。这种封隔器应用于气举完井、负压射孔、机械卡堵水和分（选）层酸化等工艺管柱中,可避免油管产生螺旋弯曲,提高气举投捞作业的成功率和气举效率,并可减缓抽油杆与油管偏磨,还可降低作业难度和作业成本,提高起下管柱成功率和管柱寿命。     

Y342系列封隔器的研制与应用

介绍一种新型无卡瓦式封隔器的结构及工作原理，该封隔器结构简单，克服了传统无卡瓦封隔器承上压能力与解封力相关的矛盾，因而承压能力高、使用寿命长，与其他控制工具配套主要应用于机械卡堵水管柱中，可满足封堵不同层位的要求，同时也可应用于机械找水、选层配化等作业管柱中。     

CYY344系列高压酸化压裂封隔器

为满足四川油气田高温高压高含硫高腐蚀深井、超深井压裂酸化的需要,在川773和753型等旧型封隔器的基础上,研制成功了CYY344系列高压酸化压裂封隔器。这种封隔器采用液压坐封,泄压自动解封;胶筒密封间隙大,适用套管范围广,因采用专门研制的高性能胶料制成,可满足反复多次坐封和解封的需要;选用尺寸大于胶筒的钢体,下井过程中能有效地保护胶筒;配有专用水力锚和节流启动器作为锚定和辅助坐封机构。封隔器投入使用以来,已有200井次用于单层压裂酸化、卡层酸化和找串漏层段修井作业,施工成功率为98%～100%。为确保施工的成功,封隔器下井前必须刮管和通井。     

Y341-112型自平衡式封隔器的研制与应用

针对Y341无锚定封隔器在层间压差大的情况下会缩短封隔器的有效期,影响分注效果,以及带锚定的Y341和Y221封隔器只能承受较高的下压力,不能承受较高上层压力的问题,研制了Y341-112型自平衡式封隔器。该封隔器采用液压平衡原理,通过独特设计的自平衡机构,可实现在较高上层压力的情况下锁紧机构的自平衡,避免因上压高造成的管柱失效。洗井活塞机构采用软金属锥面、O形密封圈双密封方式,保证了注水时洗井通道密封的可靠性。现场应用Y341-112型自平衡式封隔器实施分注工艺9口井,平均免修期延长80 d,截至2008年12月,投入产出比达到1∶3.2,且随着有效期的继续延长,投入产出比将进一步增加。     

Y445-150型防中途坐封安全处理封隔器

针对常规封隔器作业时存在的中途坐封、丢手失败、承受双向压力能力差等导致一次成功率低的问题,研制了Y445—150型防中途坐封安全处理封隔器。该型封隔器设计了防中途坐封装置、后处理安全装置和分压装置,采用了液压坐封丢手、双锥体卡瓦锚定、机械内锁紧和上提下放管柱解封的结构,具有抗碰撞、坐封丢手灵活、防上滑、后处理方便、悬挂能力强及通径大等特点。胜利油田150多井次的应用表明,该型封隔器的下井、打压坐封、丢手一次成功率均在98％以上。在直井、斜井和水平井作业中,可用于悬挂管柱、作桥塞、卡封及堵水等。     

新型压差丢手Y445型封隔器的研制与应用

油田上使用的压差丢手封隔器普遍存在丢手压力高、丢手压力不稳定以及丢手成功率低、解封成功率低等问题,严重影响了作业成功率。而且常用的Y441封隔器+丢手工具型工艺管柱也常常在完井管柱入井时受水力冲击易出现中途丢手的现象。同以往的丢手封隔器相比,新研制的Y445悬挂丢手封隔器集多种功能于一身,由于丢手活塞采取面积差的结构形式,丢手方式可以采取投球或不投球两种方式,成功率大大提高。解卡机构采取机械脱卡下锥体的结构特点,有效提高了解卡成功率。截至2005年3月该技术已经现场成功应用50多井次,坐封丢手一次成功率100%,收到了良好的经济效益和社会效益。     

Y211—76型小直径封隔器的研制与应用

针对萨中油田 10 1 6mm套管井采油工艺技术的需要 ,研制了Y2 11— 76型小直径封隔器。这是一种单向卡瓦支撑、重力坐封、上提管柱解封的压缩式封隔器 ,总长 787mm ,最大外径76mm ,最小通径 2 8mm ,设有防转动导向滑道 ,密封胶筒为压缩式三组合胶筒。该型封隔器与小直径锚定器配套使用 ,在锚定器定位支撑管柱后 ,依靠重力实现坐封。 3井次的现场试验表明 ,Y2 11— 76型小直径封隔器不仅适用于侧钻井 ,更适用于直井 ,在用于喷射泵采油和找漏施工中 ,坐封合格率 10 0 % ,现场施工成功率 10 0 %。     

QHY341型压裂封隔器的研制及应用

为实现投入少、压开层位多的一次管柱多层压裂,研制了QHY41型压裂用封隔器。这是一种无支撑、液压坐封、上提管柱解封的压缩式封隔器,能满足中深油藏一次管柱分压三层的需要。封隔器采用双液缸压缩两级胶筒密封,最高耐压70MPa,在分解成两级使用时,单级耐压达到45MPa。喷砂滑套与封隔器主体连成一体,减少了施工时的沉砂量,不易造成砂堵。由于每个封隔器的解封距由上至下逐渐递减,多个封隔器的解封载荷始终相当于一个封隔器的解封载荷,有利于顺利解封。封隔器还有反洗功能,可保证不被砂卡。6口井共9个小层的分层压裂施工均获成功,但一次管柱分压3层以上的尚待试验。