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。     

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。     

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。     

双向坐封插入密封封隔器的研制与应用

针对用于机械卡堵水和分层措施的丢手封隔器存在提前丢手、密封不严以及打捞起出困难等问题,研制了一种双向坐封插入密封封隔器。该封隔器采用液压双级浮动活塞双向坐封,工作压力达50 MPa,工作温度达150℃,下入、坐封丢手、密封及锚定安全可靠;顶部的打捞解封机构采取上、下独立的脱节式设计,上、下双向解卡解封,解封彻底且解封力小。现场施工67口井,均取得成功,封隔器坐封处最大井斜达62.25°,最大井深4 507 m,位移达2 718 m,最高井温达152℃,最长工作寿命超过2 a。现场应用结果表明:该封隔器下入丢手可靠、密封效果好、工作寿命长,满足分层采油和气举等工艺生产的需求。     

可取式液压双向锚定封隔器结构设计

可取式液压双向锚定封隔器是目前结构最复杂、性能最好的一种封隔器。这种封隔器设计中应注意的问题是：（1）锚定方式选择；（2）坐封后的承压平衡；（3）解封方式选择；（4）双锥体结构锚定机构的下锥体脱卡；（5）锁紧机构的设计与选择。从我国机械加工能力和使用可靠性方面考虑，建议优先选用单面螺纹步进锁紧机构。提出了单卡瓦双锥体双向锚定、承压平衡、单面螺纹步进锁紧及下锥体主动力脱卡的设计思路和方法。     

HNY441双向锚定封隔器

HNY4 4 1双向锚定封隔器由锁紧、密封、平衡、锚定和解封解卡机构等组成 ,设计了防中途坐卡机构 ,使封隔器能实现与其下部连接封隔器逐级分开解封 ;解封机构采取了分步解封解卡的方式 ,两者均减小了管柱上提解封力。 1 0 5口井的现场使用表明 ,这种封隔器坐封成功率达1 0 0 % ,封堵成功率达 90 % ,一次解封成功率达 1 0 0 % ,单级封堵井的解封上提力约为 1 0kN。     

海上油田ESP封隔器(双电缆)的研制与应用

为了解决海上边际小油田双电潜泵完井系统中双电缆穿越的问题,研制了海上油田ESP封隔器。该封隔器采用双向外卡瓦和辅助水力锚定机构,可避免由于封隔器下部压力过大造成的解封问题,提高了封隔器的安全性和可靠性;由双重密封胶筒组成的密封系统可适用于不规则套管和多种压力环境,扩大了封隔器的应用范围;采用液压坐封和直拉解封的方式,使封隔器具备坐封简单、密封可靠和解封方便等特点。室内试验和现场应用结果表明,ESP封隔器在额定坐封压力下能成功坐封,施工成功率100%;在设计验封压力下,压力稳定且无泄漏现象,封隔器胶筒密封性能可靠,达到现场应用要求。     

Y422—114型双向卡瓦封隔器的研制及应用

针对中原油田油藏地质复杂、埋藏深、地层温度高,采用常规封隔器效果很不理想,引进国外封隔器价格昂贵和难以推广的问题,研制了Y422—114型双向卡瓦封隔器。该封隔器由坐解封机构、封隔部件、双向锚定以及支撑换向等部分组成,采用双向卡瓦双向锚定,坐封后工作状态锚定可靠。与常规封隔器相比,增加了辅助解封机构,坐封、解封等工艺采用旋转管柱、下压或上提活动的操作方式;销钉轨道设计为外置式轨道,使封隔器内通径增大。应用表明,该封隔器操作简单,坐封、解封灵活可靠,适合于深井和高温、高压等油水井作业。     

可承受双向压差的大直径Y341封隔器

Y341封隔器在大直径套管油井中应用时易出现自动解封现象 ,为此 ,在分析其解封原因的基础上 ,提出了一种可承受双向压差的带平衡活塞的Y341封隔器。该封隔器的平衡活塞可以平衡掉作用在解封剪钉上的力 ,使封隔器可承受较大的双向压差。室内试验证明 ,该封隔器在2 4 4 5mm (9 英寸 )套管内坐封后 ,承受 2 0MPa的上压差和下压差 ,封隔器不会自动解封     

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。     

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。     

可解挂双向锚定悬挂封隔器关键技术

针对常规双向锚定封隔器存在的提前坐挂坐封、密封失效和坐封后无法解挂等问题,研制了集成重载锚定、高压密封、防提前坐封和解挂等多种功能的可解挂双向锚定悬挂封隔器,开展了高承载技术、高压密封技术、防提前坐封技术和解挂技术等关键技术研究,并采用有限元方法分析了整体式卡瓦张开后的应力应变情况。性能测试结果表明,各功能单元的性能参数均达到了设计要求。可解挂双向锚定悬挂封隔器在20多口井进行了现场应用,坐挂坐封均成功,解决了常规双向锚定封隔器存在的问题。可解挂双向锚定悬挂封隔器的成功研制,为多种完井工艺的顺利实施提供了一种可靠的锚定封隔工具。      

液压封隔器丢手管柱的改进设计和应用

采用液压封隔器卡水，分层的工艺管柱由于其先进性必将会越来越广泛地得到应用。但是从现场应用的情况来看。该工艺管柱的施工成功率较之常规工艺管柱要低。针对液压封隔器丢手工艺管柱的中途坐封，或难以丢手等问题进行了分析，提出了改进措施，优化设计了该工艺管柱，对封隔器的坐封机构以及坐封启动压差进行了改进，设计了CKF常开阀以及DY可倒扣液压丢手等工具。现场应用改进后的工具和工艺情况表明，作业施工成功率100％，降低了作业成本和难度，提高了作业施工的成功率。     

新型液压卡堵水管柱

针对Y221—114型封隔器连泵卡堵水管柱存在的问题,研制了新型液压卡堵水管柱。该管柱采用液压坐封的Y341—114型封隔器,避免了油管坐封距调整不合理造成的管柱弯曲,减少了杆管偏磨程度,延长了油井检泵周期。打压坐封使管柱处于伸长状态,便于确定抽油杆扶正位置,可以直接根据原始井斜轨迹选择防偏磨配套措施。液压双向锚定装置的应用不仅防止了因管柱惯性载荷引起的封隔器解封,而且解决了地层压力上顶引起的封隔器解封,同时该管柱还兼具验封及验证管外窜槽的功能。     

基于安全程控的双向锚定密封悬挂封隔器研制

为了满足水平井裸眼分段压裂工艺对悬挂封隔器的"下得去、挂得住、脱得开、封得住、提得出"的更高要求,研制了双向锚定密封悬挂封隔器。该悬挂封隔器由中心管、主体、双向锚定管柱机构、环形空间密封机构、定位球及控制阀组成,其主要技术特点包括:(1)该悬挂封隔器不但具有双向锚定管柱、密封环形空间的功能,而且还具有无需钻柱倒扣或者另设丢手工具就可以实现钻柱与悬挂封隔器分开的特性;(2)具有"只有投球后进液通道才能打开—悬挂机构坐挂—密封机构坐封—中心管解脱"联动程序的控制阀,避免了悬挂封隔器提前坐挂、完钻后钻杆无法解脱的问题,也确保了悬挂封隔器若未坐挂可应急提出整个管柱;(3)新颖的多级防退设计,提高了双向锚定管柱、环形空间密封的性能;(4)设计了具有在常规解脱失效时确保钻具提出的安全机构。地面模拟试验结果表明:所研制的双向锚定密封悬挂封隔器的双向锚定管柱、环形空间密封、安全起出钻柱等性能均达到设计要求。     

液压压胀式尾管顶部封隔器研制与试验

机械式尾管顶部封隔器在小尺寸井、浅井和水平井中进行压裂作业时,由于机械下压力不足,容易出现封隔器坐封困难的问题。研制了一种基于液压坐封方式的封隔器,即液压式尾管顶部封隔器。在封隔器坐封原理的基础上设计了多级液缸串联工作方式的坐封结构,解决了机械式封隔器坐封力不足的问题; 同时设计了锚定结构,增大了封隔器坐封的可靠性。地面性能试验表明,该封隔器可在25 MPa内压力条件下实现坐封、30 MPa内压力条件下完成坐挂功能,坐封后密封压力达到70 MPa。该封隔器可实现对尾管重叠段环空的有效封隔。     

液力可取式桥塞堵水装置

针对河南油田以往丢手堵水管柱存在没有锚定机构、解封载荷大、丢手时容易误解封导致封堵失效等缺点 ,研制出液力可取式桥塞堵水装置。装置以HNY44 1双向卡瓦封隔器为主 ,以HNY34 1封隔器、限压式不投球丢手器及管底开关为配套工具 ,采用水力坐封 ,能实施任意层位的多级丢手封堵 ,坐封坐卡牢固 ,解封解卡可靠 ,解封载荷小 ,并确保封隔器的长期有效封堵。现场使用 139井次 ,工艺成功率为 10 0 % ,有效率为 91 2 % ,显示了良好的推广应用价值