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。     

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。     

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。     

JDY441可取式卡瓦封隔器的研制与应用

为了解决可取式卡瓦封隔器存在的锚定和解卡不可靠问题,通过改进、优化封隔器锚定机构和解卡机构,研制了JDY441可取式卡瓦封隔器。该封隔器由防撞部分、坐封部分、锁紧部分、密封部分、锚定部分及解封部分组成,采用多级液压缸坐封、双向卡瓦锚定,封隔器密封、锚定安全可靠。室内试验和现场应用结果表明,封隔器的工作压力达到35 MPa,工作温度为135℃,解封力为96 kN。     

适用于高密度钻井液封隔器锁紧机构的研制

在钻井液密度和固相含量均很高的西南元坝地区,常规的封隔器锁紧机构容易因沉砂堆积导致其失效。鉴于此,研制了双螺纹卡簧封隔器锁紧机构。双螺纹卡簧内侧采用锯齿螺纹与本体配合,起防退作用,卡簧外侧采用大螺距的T形螺纹结构,以增大卡簧与锁紧套间隙;设立容砂槽,即使固相堆积,仍可保证封隔器正常坐封及锁紧机构的防退,产生抱紧力,提高防退性能。试验及应用结果表明:双螺纹卡簧锁紧机构可以保证封隔器在井下高密度和高固相含量环境中承受70 MPa以上的压差仍不回弹。研究结果可为封隔器的设计提供一定的参考。     

锁紧持力式防顶锚定器的研制及现场试验

新研制的SJFD型锁紧持力式防顶锚定器与机械压缩式封隔器配套使用,能有效地解决目前防顶锚定器防上顶能力差的问题,保障封隔器卡封的有效性。该防顶锚定器由坐卡机构、锚定装置、丢手和解卡机构组成,可以直接代替原防顶锚定器与机械压缩式封隔器配套使用。现场21井次的试验表明,该锚定器下入过程中无中途遇阻现象,下入深度1300～2700 m,坐卡压力15～20 MPa,坐卡成功率100％。该工具结构简单,锚定可靠性高,防上顶力强,解卡方便可靠。     

SLY341E液压封隔器的研制

通常, 无锚定封隔器的双向承压指标很低, 一般只能单向承压。为了提高双向承压指标, 并与胜利Y441E封隔器配套使用, 优化管柱设计, 研制了SLY341E液压封隔器。该工具与Y441E封隔器配套使用, 优化了油井分层卡封的管柱设计, 提高了使用的安全性。     

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。     

油田井下楔入式封隔器的研制与应用

楔入式封隔器是针对油田井下堵水而设计的一种封堵工具,由坐封、锁紧、解封和密封4部分组成。坐封部分和锁紧部分采用液缸推进和卡簧步进锁紧机构;解封部分采用锁球拉手机构,使胶筒很容易解封;密封部分采用钢件楔入胶筒的方式,增加了胶筒的密封性能。该封隔器具有液压坐封、液压上提解封、自锁锚定、卡簧步进锁定等特点。楔入式封隔器于2005年在吉林油田现场试验4口井,施工成功率100%,表明该封隔器是一种封堵有效期长、现场操作性能可靠的井下封堵工具。     

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。     

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。     

MHR封隔器分段压裂技术及在大港油田的应用

MHR封隔器为液压坐封永久式封隔器,为双向卡瓦、三胶筒设计,结构合理简单,具有液压坐封功能,一次管柱下入即可完成整个管柱安装;经过在大港油田现场多次的成功使用,坐封过程安全可靠。通过现场应用情况总结,提出了该封隔器存在的问题及改进的措施。     

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。     

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％。     

Y211—150可伸缩热采封隔器的研制

针对大庆油田稠油油藏的开发需要,研制了Y211—150可伸缩热采封隔器。该封隔器主要由密封机构、坐封锁紧机构、解封机构、扶正锚定机构、热力伸缩补偿机构、安全脱卡机构等组成。它将封隔器与伸缩管设计成一体,采用V形膨胀石墨密封圈组成密封系统,确保伸缩管热力伸长时封隔器的密封性。采用左旋上提管柱坐封,右旋脱锁,上提管柱解封。室内及现场试验表明,伸缩管与封隔器之间的内密封较好,可耐压20 MPa,耐温375℃。     

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。     

HNX344—114型皮碗封隔器的研究与应用

针对自封式皮碗封隔器存在下井阻力大、皮碗易损坏和密封效果差等缺点,研制了HNX344—114型皮碗封隔器。封隔器由主体、活塞、锥体、皮碗套件、弹簧、上接头和下接头等组成,结构简单,坐封、解封性能可靠,具有反复坐封性能,可多级使用。59口的井现场应用表明,这种皮碗封隔器最高验封压力35MPa,挤酸压力30MPa,一趟管柱最多分别酸化3层,工艺成功率100%,有效率927%,解决了河南油田厚油层细分酸化改造问题。