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压裂工艺技术采油工艺研究所井下工具是采油工艺的重要组成部分，它是保障采油工艺实施的重要手段。压裂井下工具是保障压裂工艺实施的重要手段。目前压裂井下工具的发展，不仅与压裂采油工艺相结合，同时，随着油田开采难度的加大，压裂井下工具同地质相结合，使压裂工艺与地质的结合更加紧密，为更好地提高油田采收率服务。压裂工具与管柱随着压裂工艺的发展，压裂井下工具同时取得了很大的进步与发展，目前，大庆油田压裂井下工具已形成系列化与配套化，满足油田压裂不同地质特点的油层需要。下面把常用的井下压裂工具做一介绍。压裂封隔器主要起着分隔油层的目的，保障压裂更加有针对性，实施细分分层压裂需求。目前，大庆油田压裂封隔器，根据胶筒工作形式的不同，主要分为两大类，既扩张式与压缩式等十几种压裂封隔器。（一）压裂封隔器二、压裂工具与管柱用途：主要用于油水井分层压裂，也可用于注水、酸化等其它工艺。1、K344—114封隔器（原DDQ457—9）结构：主要由上接头、中心管、下接头及封隔件胶筒等组成。工作原理：中心管加压时，液压经滤网罩，下接头的孔眼和中心管的水槽作用于胶筒内腔，使胶筒胀大封隔油套环形空间。放掉油管内压力，胶筒收回封隔器解封。技术参数：工作压差50MPa温度50℃最大外径φ114mm最小内径φ55mm最大长度0.87m1、K344—114封隔器结构：该封隔器不同于K344—114封隔器，它是把封隔器与喷砂器融为一体的封隔器，具有双重功能。它主要由上接头、喷砂体总成及中心管、胶筒件等组成。2．K344—114导压喷砂封隔器用途：主要用于大砂量，砂比较高的压裂中。该封隔器具有座封机构，压裂时，通过压裂液从油管内加液压，当排量到一定时，液压经导压通道作用于胶筒内腔，依靠节流装置产行的压差使封隔器座封，密封油套管环形空间。同时压裂液通过导压喷口进入地层。泄压时胶筒自行解封。工作原理：技术参数：工作压差50MPa温度90℃最大外径φ114mm最小内径φ30mm最大长度1.47m2、K344—114导压封隔器该封隔器目前仅有适于Ф139.7mm套管与Ф168mm套管井中。结构：该封隔器主要由上接头、洗井阀、双层中心管、下接头及胶筒等组成。3．K344—114可洗井封隔器用途：主要用于斜直井分层压裂。技术参数：工作压差50MPa温度70℃最大外径φ114mm最小内径φ55mm最大长度1m3、K344—114可洗井封隔器结构：如图，该封隔器主要由上接头、中心管、胶筒、座封缸、下接头等组成。4、Y344—114封隔器工作原理：压裂时通过中心管进液，上、中、下三个外套缸在液压作用下上行压缩胶筒，密封油套环形空间。三缸总面积110cm2在1MPa压差下可得到10KN的上推力，保证封隔器低压初封。该工具泄压后，压差消失，封隔器自行解封。用途：主要用于中深井压裂。技术参数：工作压差80MPa温度150℃最大外径φ114mm最小内径φ53mm最大长度1175mm4、Y344—114封隔器结构：该封隔器主要由上接头、中心管、胶筒、下接头及配件等组成。5．Y111—114封隔器工作原理：该封隔器属于支撑式封隔器，并以井底式卡瓦封隔器为支撑点。坐封时，按所需坐封高度（油管挂距顶丝法兰的高度）下放管柱，因承压接头与下接头作相对运动，通过管柱自身重量剪断销钉，使上接头、调节环、中心管及防转销钉随管柱一起下压缩胶筒，使封隔器坐封，封隔油层。该工具上提管柱解封。用途：该封隔器主要与其它压裂工具配合使用进行分层压裂。技术参数：工作压差80MPa温度150℃最大外径φ114mm最小内径φ60mm最大长度800mm5、Y111—114封隔器存在的问题：不能多级使用。6．Y344—114可洗井封隔器结构：由上接头、中心管、压缩胶筒、下接头、洗井机构等组成。用途：用于高砂比压裂。工作原理：压裂时，液压通过中心管进液孔作用于上中下三个坐封钢套上，坐封钢套在液压作用下压缩胶筒，密封油套环形空间。压裂后需要洗井时，可反循环洗井，打开反循环洗井通道，把卡距内的压裂砂冲洗干净，使封隔器顺利起出。技术参数：工作压差50MPa温度120℃最大外径φ114mm最小内径φ42mm最大长度1255mm6、Y344—114可洗井封隔器结构：该喷砂器主要由上接头、中心管、弹簧、调节环、下接头等组成。7、DQKPS—114喷砂器用途：用于分层压裂。喷砂器的作用是，保证坐封封隔器，起到出液出砂的作用。这样喷砂器通过弹簧对起开凡尔有一个预压力，使管柱内外有一个定压差，弹簧喷砂器预压力的大小由调节环调节。压裂时，当油管内的高压液体通过中心管内孔眼进入凡尔座的内腔，在压力的作用下起开凡尔上行，离开凡尔座，此时油管内的高压液体进入地层。弹簧喷砂器也可以带滑套，逐级打开，进行分层压裂。工作原理：技术参数：工作压差50MPa温度90℃最大外径φ114mm最小内径φ40mm最大长度600mm7、DQKPS—114喷砂器结构：主要由上下接头、滑套及销钉等组成。8、DQKAN—114安全接头用途：用于压裂管柱的丢手，有利于事故的处理。工作原理：该工具上下接头分别有一组销钉，组成反力矩防止工具下井过程中反扣松脱，而且下接头的剪断销钉在22MPa压差下剪断，压后如果管柱遇卡可右旋转油管，安全接头倒扣丢手，起出安全接头以上的管柱。工作压差60MPa温度120℃最大外径φ114mm最小内径φ50mm最大长度400mm技术参数：8、DQKAN—114安全接头结构：主要由锚体、锚爪、弹簧等组成。9、DQKSL—114水力锚用途：用于锚定压裂管柱，防止管柱上顶或管柱蠕动。工作原理：当油管内起压时，锚爪在压差作用下，径向外移卡紧套管。泄压时，锚爪在弹簧力的作用下向内移动，锚爪收回。工作压力80MPa温度150℃最大外径φ114mm最小内径φ50mm最大长度580mm9、DQKSL—114水力锚技术参数：10、DQKTQ投球器用途：压裂过程中用于投送炮眼球。该管柱主要由k344-114封隔器与DQKPS-114喷砂器组成。适于井深1500m以内，温度70℃，工作压力50MPa条件的油水井分层压裂施工。可进行多层分层压裂，一般可压裂4个层段。（二）压裂管柱1、滑套式分层压裂管柱喷砂器（带套）喷砂器（带套）K344-114封隔器K344-114封隔器K344-114封隔器喷砂器（不带套）丝堵油层油层油层K344-114封隔器DQKPS-114喷砂器可带滑套，一般滑套有Φ42mm，Φ37mm，Φ32mm三种规格，压裂时可分别投Φ36mm，Φ40mm，Φ47.5mm钢球，分别打开相应滑套，压裂时，从油管内加液压，利用弹簧喷砂器的预节流压差，使封隔器座封，密封油套环形空间，压裂液经喷砂器凡尔进入地层,压开地层。当需要压裂其它层时，则逐级投相应的钢球，打开滑套分别进行分层压裂。一般可压裂4个层段。该管柱属于常规压裂管柱，结合其它工艺，可进行相应工艺施工，如常规分层压裂工艺，限流法压裂工艺，投球法多裂缝压裂工艺等。该管柱主要由定位压裂封隔器组成。适于井深1500m以内，温度70℃，工作压差45MPa条件下的油水井定位压裂施工。一次施工可压3-5个油层。2、定位压裂管柱喷砂体工作筒平衡体尾管及丝堵喷砂体定位压裂封隔器定位压裂封隔器平衡层油层油层油层油层导压密封段定位压裂封隔器是由一组长胶筒与短喷砂体组成的多级封隔器。即起封隔作用，又起喷砂器作用。适于跨度一般不超过20m的油层压裂施工。目前主要以Φ139.7mm套管应用为主。压裂时，利用封隔器中的节流装置产生的压差，使封隔器长胶筒扩张，使压裂裂缝定位。同时压裂液经喷砂体进入地层，压开油层。同时还可通过平衡装置控制保护0.8m的隔层。泄压后封隔器自行解封。该管柱主要应用于定位平衡压裂工艺技术。该管柱主要由Y344-114可反洗井封隔器与K344-114导压喷砂封隔器组成。适于井深1500m以内，温度90℃，工作压力50MPa条件下的油层分层高砂比压裂。一般可进行2-3个层段的压裂施工。3、高砂比压裂管柱水力锚丝堵安全接头Y341-114可反洗井封隔器导压喷砂封隔器油层油层该管柱具有反冲砂洗井功能，可防止砂卡管柱。高砂比压裂施工中，加砂砂比高，施工过程中容易造成砂卡，这时可从套管打压，这样环空液推动上封隔器的洗井凡尔向上移动，启开洗井通道，液体由反洗井通道进入胶筒下部的油套环形空间，将该空间的砂子冲洗干净，达到了反洗井冲砂的目的。保证管柱施工安全。压裂时，利用导压喷砂封隔器中的节流装置产生的节流压差，使上下封隔器座封，流体经导压喷砂封隔器出砂口进入地层，采用上提方式一次施工可进行2-3段施工。工作原理该管柱主要由安全接头、水力锚、K344-114反洗井封隔器与K344-114导压喷砂封隔器组成，适于井深1500m以内，温度90℃，工作压差50MPa条件下的油层斜直井分层压裂。一般一次施工可完成2-3段压裂。4、斜直井分层压裂管柱导压喷砂封隔器油管安全接头水力锚K344-114封隔器丝堵1#油层2#油层该管柱具有反洗冲砂功能，比较安全。斜直井由于井筒具有一定角度，在压裂过程中易于沉砂，造成砂卡，同时受力情况也不同于直井，不易活动管柱，因此，在设计时设计了反冲砂功能，一但砂卡，可反循环洗井，进行冲砂，达到解卡目的。压裂时一定流速的高压压裂液体，经过导压喷砂封隔器内的节流嘴形成压降，在管柱内外造成一定压差，使上下封隔器坐封，隔离目的层，对该层进行压裂。泄压后管柱自行解封。工作原理：该管柱主要由安全接头，水力锚，深井多级封隔器及导压喷砂封隔器组成。适于井深2000m以内温度90℃，工作压差50MPa条件下的中深井分层压裂。不动管柱可完成2-3段压裂，结合其它工艺可完成更多层压裂。该管柱可适于大砂量，高砂比，多层压裂施工。5、逐级释放多层压裂管柱7号油层8号油层10号油层9号油层11号油层10号油层11号油层12345678分卡型压裂管柱图1-油管；2-安全接头；3-水力锚；4-多级封隔器；5-导压喷砂封隔器；6-K344封隔器；7-导压喷砂封隔器；8-丝堵压裂时，首先压裂第一个目的层，该层是利用敞口喷砂封隔器中的节流装置使下两级封隔器座封，封隔油套环形空间。当压完第一个目的层后，投节流嘴总成，节流嘴总成到达预定位置后，使多级封隔器滑套销钉剪断，首先启开多级封隔器进液通道，然后节流嘴总成继续下行使下级导压封隔器滑套打开。压裂时，利用节流嘴嘴损形成油套压差，使封隔器座封且密封油套环空，压裂第二个目的层。该管柱的最大特点是下两级封隔器工作时，以上其它封隔器不工作，这样有利于管柱长时间工作。工作原理该管柱由安全接头、水力锚、Y344-114及Φ25mm喷嘴组成。主要应用于井深大于1500m的中深井致密油层的压裂改造中。结合填砂法可进行多层的分层压裂改造。最大的优点是施工过程中，管柱较安全不卡管柱，同时管柱结构简单。6、喷嘴式单压下层压裂管柱喷嘴型压裂管柱图1-安全接头；2-水力锚；3-封隔器；4-导压喷砂封隔器；5-水力锚；6-K344封隔器；7-喷嘴5号油层6号油层5号油层4号油层3号油层2号油层1号油层1234567该管柱在使用时，水力锚的选择是较重要的。在压裂过程中，管柱一直处于上顶状态，必须选择合适的水力锚进行锚定，水力锚的锚定力必须大于管柱的上顶力，这样在压裂施工过程中，施工才能比较安全进行。该管柱主要由安全接头、水力锚、Y344-114封隔器、DKDPS-114导压喷砂器及Y344-114封隔器组成。该管柱适于井深1500-3000m，井温度140℃，工作压力70MPa条件下的油层压裂改造。7、中深井压裂管柱该管柱的特点是：利用导压喷砂器的大侧孔泄流，减缓了压裂过程中砂子对套管的破坏程度，适于大砂量施工。压裂时，该管柱主要是利用导压喷砂器内部的节流嘴和导压通道传压，使上下级封隔器坐封，同时水力锚锚爪卡紧套管内壁。压裂液经导压喷砂器的侧孔进入到地层中，压开地层。采用上提方式一趟管柱可压裂2-3个层段。工作原理：该管柱适应于Φ139.7mm套管，井温150℃，破裂压力80MPa条件下的外围勘探油气井的大型压裂施