补偿式自验封分层注水管柱的研制与应用

补偿式自验封分层注水管柱由Y341—114型自验封封隔器、伸缩补偿器及配水器等组成。Y341—114型自验封封隔器采用了坐封机构和验封机构一体化设计，实现了封隔器坐封与验封同步完成；伸缩补偿器具有补偿注水管柱伸长及缩短的作用，使管柱的伸长与缩短对封隔器不产生影响，延长了封隔器的使用寿命。现场试验证明该分层管柱的密封性能好、使用寿命长，具有良好的经济效益和社会效益。     

补偿式自验封分层注水管柱在跃进二号油田的应用

补偿式自验封分层注水管柱由Y341-114型自验封封隔器、伸缩补偿器及配水器等组成。Y341—114型自验封封隔器采用了坐封机构和验封机构一体化设计,实现了封隔器坐封与验封同步完成;伸缩补偿器具有补偿注水管柱伸长及缩短的作用,使管柱的伸长与缩短对封隔器不产生影响。延长了封隔器的使用寿命。现场试验证明该分层管柱的密封性能好、使用寿命长,具有良好的经济效益和社会效益。     

Y341-114XF型注水封隔器的研制及应用

针对吐哈油田分层注水工艺管柱大多采用的Y341-115注水封隔器密封性差、工作寿命短、解封困难等现象，研制了Y341—114XF注水封隔器。该封隔器依靠管柱自重下放解封，解封更加可靠；胶筒肩部的保护装置既可保护胶筒又可提高其承压能力；反洗机构采用软密封，密封更加可靠；较大的内通径方便了投捞测试作业。64井次和176套封隔器的现场应用表明，该封隔器坐封、密封、解封可靠，耐压高，有效期长，施工成功率达100％，可适应深井高压分注的要求。     

油井分层注水用KZ344—114型扩张式封隔器

为了配合油田分层注水作业,研制了KZ344—114型扩张式封隔器。该型封隔器主要由上、下接头,上、下护套,密封胶筒,中心管和单向阀等组成。其中,上、下接头的进水通道中安装有单向阀,在注水压力的作用下打开,靠弹簧力复位关闭,实现坐封和解封作业。试验证明,该型封隔器结构简单,坐封可靠,解封方便,密封率100%,既可用于注水作业,也可用于洗井作业,是分层配注的理想工具。     

ZY754—5型封隔器的研制与应用

针对Y341－114型封隔器存在密封效果较差、有效期短、解封不彻底、反洗通道关闭不严和卡死等缺点，濮阳汇达集约工具厂研制了ZY754—5型封隔器。这是一种液压坐封、上提油管解封的水力机械压缩式封隔器。介绍了ZY754—5型封隔器的设计要点、工作原理和主要技术参数，叙述了室内试验和现场试验情况。28口井的现场试验表明，ZY754—5型封隔器克服了Y341—114型封隔器的缺点，在适应井径范围内可满足水井分注与卡漏的要求，坐封成功率和分注合格率为100％，有效期延长1倍以上。     

Y341-洗井解封型封隔器的研究及应用

胜坨油田因地质结构疏松,经过30多年的大排量强注、强采,水井停注或洗井时地层返吐出砂;再加上胜坨油田注水水质差,造成Y341型封隔器(因砂堵、腐蚀、结垢,)洗井活塞打不开洗井不通,严重影响了有效注水。为此开发研究了Y341—洗井解封型封隔器,该封隔器吸收了Y341型和K344型封隔器的优点,为了预防停注时不水窜,设计了自锁装置;为满足坐封压力低,密封压差大的现场需要,设计了四个坐封活塞;经现场试验,全部取得了成功,现为胜坨油田分层注水的主要工具     

ZYY341—114GX高压注水封隔器

ＺＹＹ３４１ —１１４ＧＸ 高压注水封隔器主要由坐封、解封、洗井、密封和锁紧等部分组成。采用液压坐封和下放解封方式, 设计了反洗活塞自动复位装置, 解决了反洗通道关闭不严的问题。反洗井活塞与外中心管之间的软密封克服了硬密封易夹砂、渗漏和刺坏的缺点。封隔元件肩部保护结构和定位大锁块的采用, 提高了封隔器的密封、坐封和解封性能。现场试验证明该型封隔器坐封和解封灵活, 承受压差大, 密封效果好, 能够满足高压分注和卡漏等工艺要求。     

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。     

ZY341型可洗井自验封注水封隔器研制

为解决注水管柱所用封隔器存在验封困难的问题,研制了ZY341型可洗井自验封封隔器。该封隔器采用液压三级液缸坐封、上提油管解封;内、外中心管采取脱节式设计,解封力小;利用液体不可压缩原理设计的自验封机构可实现管柱内加压验封。试验和应用结果表明,封隔器的工作压差达到25MPa,配备高温胶筒后耐温可达150℃,解封力小于30kN。可为油田精细化注水作业提供可靠的封隔器。     

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。     

Y341-115P洗井平衡封隔器的研制与应用

针对目前大多数油田分层注水使用的无支撑液压坐封封隔器反洗井时易解封造成管柱失效的问题,研制了Y341-115P洗井平衡封隔器。该封隔器由平衡机构、洗井机构、坐封机构、双级活塞安全及解封锁块、锁紧机构等组成。平衡机构在反洗井时抵消大部分作用在封隔件上向下的力,减小了解封剪钉的受力,增强了封隔器密封的可靠性。该封隔器在胜利油田现场应用了10口井,施工成功率100%,反洗井最高耐压达到26.5 MPa。现场应用表明,该封隔器结构合理、原理可靠,能明显提高反洗井耐压值和管柱分层注水成功率,延长管柱寿命,提高封隔器密封性能。     

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。     

DXY441-114型防蠕动封隔器的研制与试验

针对扩张式和压缩式封隔器存在的抗蠕动性差和胶筒材料老化导致密封性变差等问题,研制了DXY441-114型防蠕动封隔器。该封隔器主要由坐封机构、密封机构、洗井机构、锁紧机构和解封机构等部分组成,具有密封性好、承压能力强的特点,能满足复杂断块分层注水的要求。室内试验和现场试验表明,该封隔器能够很好地实现坐封、密封、洗井和解封功能,在胜利油田东辛采油厂12口井坐封成功率100%,平均有效期已达9月,最长的有效期达15月。     

新型Y342封隔器的研制

为了解决在分层测试、分层采油、分层注水、分层改造和封堵水层的过程中常规的Y341在多级封隔器管柱中无法正常解封的问题,研制了新型的Y342封隔器。该封隔器采用三级胶筒组合密封,能承受高压。右旋上提管柱的解封操作简单可靠,设计了防止提前解封的机构,确保在坐封的过程中不会提前解封,独特的分离中心管设计使得逐级解封更加稳定可靠。通过多次室内试验和现场应用表明,在178 mm 20~#~29~#的套管和150℃的井下环境中能够承受上下环空压力达到51.7 MPa。     

桥式偏心分层注水技术现场试验研究

长庆油田安塞区块对14口井进行桥式偏心分层注水试验表明,Y341型可反洗井封隔器解封力偏小,在定向井上应用存在有效期短、集注流量测试仪器串遇卡、用平衡式集流流量测试密封段在井斜段内有较严重的磨损导致测试精度及效率偏低等问题。将Y341型可反洗井封隔器由单液缸坐封改为双液缸坐封,增大坐封力以提高其可靠性;测试仪器串由硬连接改为软连接,减小投捞力降低卡钻风险;平衡式测试密封段改为压缩式,消除磨损。改进后封隔器稳定性提高,没有出现卡钻情况,测试密封段无磨损现象,测试精度及效率提高。     

Y342-114封隔器的研制与应用

目前,中原油田分层注水大都采用Y341-114型封隔器,这种封隔器在中、低压井中的应用情况较好,但对于渗透性差、油层埋藏深的高压注水开发油田,其使用效果明显下降,主要表现为密封性差,使用寿命短,换封作业频繁,维护投资过大。究其原因,主要是这种封隔器在结构设计上存在两大不足,不能满足高压分层注水的实际需要:一是胶筒肩部保护措施不完善;二是解封机构不合理。通过改进,研制设计了Y342-114封隔器,并在12口井上进行了应用,较好地解决了高压分注难题,成效显著。     

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。     

Y341—115多用途封隔器的研制

为了解决目前封隔器品种繁多、用途单一，给加工、组装、检验、使用、管理带来不便等问题，研制了一种可以用于注水、卡堵水、酸化、压裂的Y341－115多用途封隔器。它采用双活塞低压坐封，直接上提管柱解封，可根据需要进行反洗井，耐高温高压。并经室内试验和现场试验表明该封隔器坐封、密封、解封可靠，施工成功率达100％，是一种性能优良的封隔器。     

旋压式封隔器

安塞油田开发油层多,分注井上使用的Y341封隔器由于受注水压力波动和洗井等影响,使得封隔器频繁解封、坐封,封隔器胶筒极易损坏,缩短了分注有效期。为此,应用了旋压式封隔器,该封隔器采用顺时针旋转油管柱解封设计,提高了封隔器的抗疲劳破坏能力及可靠性,极大地延长了封隔器的使用寿命。     

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。