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常用井下工具及工艺管柱讲座主要内容一、封隔器分类及型号编制方法二、封隔器结构、原理、技术要求及用途三、油水井工艺措施管柱一、封隔器分类及型号编制方法（一）井下工具的分类按工具功能分为：A、封隔器类B、控制工具类C、修井工具类D、其他类一、封隔器分类及型号编制方法介绍控制工具名称代号：序号工具名称代号序号工具名称代号序号工具名称代号1抽油杆防脱器CFT8扶正器FZ15伸缩管SS2充填工具CT9解堵器JD16双向油管锚SYM3堵水器DS10配产器PC17脱接器TJ4堵塞器DSQ11配水器PS18泄油器XY5定位器DW12喷砂器PS19油管锚YM6防脱器FT13气举阀QJ20注酸器ZS7防污器FW14水力锚SL21增注器ZZ中原油田分公司中原油田分公司采油院中原油田分公司采油院修井工具名称代号：序号工具名称代号序号工具名称代号序号工具名称代号1套管补接器BJ9打捞器LQ17通井规TJG2倒扣器DK10打捞筒LT18套铣筒TXT3打印器DY11磨鞋MX19外钩WG4套管刮削器GX12母锥MZ20外割刀WGD5公锥GZ13内钩NG21下击器XJ6加速器JS14内割刀NGD22铣鞋XX7打捞蓝LL15铅模QM23整形器ZX8打捞锚LM16上击器SJ使用技术参数及尺寸特征：项目代号单位尺寸特征长度mm外直径（x内直径）mm性能指标工作压力MPa工作温度℃许用载荷kN扭矩kN.m项目代号单位连接螺纹普通螺纹Mmm梯形螺纹Tmm锯齿型螺纹Smm抽油杆螺纹in平式油管螺纹TBGin外加厚油管螺纹UPTBGin钻杆正规型螺纹REGin钻杆贯眼型螺纹FHin钻杆内平型螺纹IFin钻杆数字型螺纹NCin一、封隔器分类及型号编制方法介绍（二）封隔器类1、分类方法：执行中华人民共和国石油天然气行业标准《油气田用封隔器分类及型号编制方法》----SY/T5105—1997按封隔器封隔件实现密封的方式分类。分类：自封式Z----靠封隔件外径与套管内径的过盈和工作压差实现密封压缩式Y----靠轴向力压缩封隔件，使封隔件外径变大实现密封扩张式K----靠径向力作用于封隔件内腔，使封隔件外径扩大实现密封组合式----由组合式、压缩式、扩张式任意组合实现密封工作温度/压力钢体最大外径解封方式代号坐封方式代号支撑方式代号分类方式代号2.封隔器型号编制方法代号意义分类方式固定方式名称尾管支撑单向卡瓦悬挂双向卡瓦锚瓦代号12345分类名称自封式压缩式扩张式组合式代号ZYK各代号组合固定方式座封方式解封方式座封方式名称提放管柱转动管柱自封液压下工具热力代号123456钢体最大外径：阿拉伯数字表示，单位mm.工作温度：阿拉伯数字表示，单位摄氏度(℃)工作压力：阿拉伯数字表示，修约到各位数,单位(MPa)解封方式名称提放管柱转动管柱钻铣液压下工具热力代号123456举例工作温度/压力钢体最大外径解封方式代号坐封方式代号支撑方式代号分类方式代号Y221--115--120/35工作温度/压力钢体最大外径解封方式代号坐封方式代号支撑方式代号分类方式代号Y341--114--120/35工作温度/压力钢体最大外径解封方式代号坐封方式代号支撑方式代号分类方式代号K344--114--90/25工作温度/压力钢体最大外径解封方式代号坐封方式代号支撑方式代号分类方式代号Y453--108--150/50二、封隔器结构、原理、技术要求及用途所谓封隔器，即是为了满足油水井某种工艺技术目的或油层技术措施的需要，由钢体、胶皮封隔件部分与控制部分构成的井下分层封隔的专用工具。它的主要封隔元件是胶皮筒，通过水力或机械的作用，使胶皮筒鼓胀密封油管和套管的环形空间，把上、下油层分隔开，以达到某种施工的目的。二、封隔器结构、原理技术要求及用途（一）目前油田常用封隔器1)支撑式封隔器2)液压式封隔器3)卡瓦式封隔器4)扩张式封隔器5)特殊用途封隔器第一种封隔器：支撑式封隔器•原理：以井底或其它的支撑卡瓦为支点，加压一定管柱重量来座封的封隔器。•结构：中心管、胶筒、压缩套。常见的Y111-114型封隔器•用途：用于分层试油、采油、找水、堵水和酸化。可单独使用，也可与卡瓦封隔器或支撑卡瓦配套使用。•技术要求：封隔器（或下级封隔器）下端要接尾管，其尾管长度一般不能大于50m。适宜于浅井使用，封隔器坐封高度，决定于下入深度、坐封载荷和胶筒密封压缩距等因素。第二种封隔器：水力压缩式封隔器常用的压缩式封隔器Y341-114和Y342-114•结构：中心管、胶筒、座封活塞、（锁紧解锁机构、洗井机构）•用途：用于分层采油、分层找水、堵水、分层注水等。•技术要求：坐解封剪钉的材质性能必须稳定，经地面试验合格后，才能下井。可多级使用。•原理：靠油管内加液压座封，无卡瓦支撑。油管憋压后，内腔中的液压推活塞上行，压缩胶简，并使内锁紧卡瓦固定在中心管上，使封隔器保持坐封状态。•坐封方式：油管憋压。解封方式：上提或转动。第三种封隔器：卡瓦式封隔器常用的卡瓦式封隔器Y211-114、Y221-114和Y241-114•原理：可防止油管柱的轴向移动（单向和双向），一般靠下放一定管柱重量座封，也有靠从油管柱内加液压来坐封的。上提解封。•结构：中心管、胶筒、卡瓦（单向卡瓦或双向卡瓦）、坐封活塞•使用方法与注意事项：一般不能多级使用。•用途：用于分层采油、找水、堵水和分层注水。•技术要求：下管柱时，管柱的上提高度必须小于防坐距，一般不超过0.4m，否则封隔器会中途坐封。如遇中途坐封，应上提管柱1m左右，解封后再继续下管柱。坐封高度决定于下入深度、坐封载荷和胶筒密封压缩距等因素。防凸件胶筒封隔器Y221-114工作原理:座封：上提管柱0.5-0.8米，顺时针旋转1周以上，加压座封，通过摩擦换向总成与套管的相对固定，机械卡瓦上行沿T型面伸出，牢固地抓卡在套管内壁，并承受管柱的重量，与此同时管柱压胀胶筒，起到封隔油套环空作用。解封：上提管柱，锥体从卡瓦底部抽出，卡瓦收回，轨道销钉移至轨道下端，封隔件在无外力作用的情况下，回弹释放，整个工具提出井口。整体外推式卡瓦锚定结构设计，解决燕尾槽式卡瓦易导致砂卡的问题采用厚壁胶筒设计,耐温耐压性能高可多级使用Y241卡瓦式封隔器第四种封隔器：水力扩张式封隔器常用的扩张式封隔器K341或K344•概念：靠油管内加液压迫使胶筒向外膨胀，密封油套环空。•结构：中心管、扩张胶筒、滑套•使用条件及特点：扩张式封隔器必须与节流器配套使用。不能单独坐封封隔器，必须与节流器配套使用，节流器启开压力必须大于封隔器的坐封压力。在油管内外造成一定的压差方能正常工作。工作原理：从油管内加液压，当油管内外压差达0.5-0.7MPa，液压经滤网罩7、下接头的孔眼和中心管的水槽，作用于胶筒的内腔，使胶筒胀大，密封油套管环形空间。放掉油管内的压力，使其油管内外压差低于0.5-0.7MPa时，胶筒即收回解封。•概念：靠封隔件（一般为橡胶件）的外径与套管内径的过盈接触和压差以实现密封的封隔器。如皮碗封隔器。•结构原理：中心管、泄油孔、皮碗第五种封隔器：自封式封隔器第六种封隔器：特殊用途封隔器•裸眼封隔器：适用于直径150-180mm的裸眼井分层作业及卡水采油。•套管外封隔器：适用于油、气、水井固井作业•压缩式锚瓦液压提放封隔器：用于斜井的分层找水、堵水或注水。•桥塞：代替水泥塞，是井下封堵工具。•Y441-114封隔器：双向卡瓦支撑，能承受管柱重力和大压差，卡得死，不蠕动，密封可靠。Y445封隔器Y445封隔器液压座封，双向卡瓦锚定，可以有效阻止管柱蠕动；上部座封部分采用丢手设计，在有必要修井时，可以起出上部，封隔器仍呈座封状态；下部中心管设计成插管形式，可以重复使用。（二）油水井措施管柱配套工具1)锚定工具2)控制工具3)其它工具锚定工具分注管柱受力分析温度效应压力效应鼓胀效应螺旋弯曲效应活塞效应科学家试验证明：长期注水后，井底的管柱温度与井口注入水的温度基本一致。因此，长期注水后的管柱跟初始坐封时存在温度差△T。管柱将产生一定的向上收缩量△L。中原油田的井温在70-140℃之间，△T=25～45℃之间对于一口3000米深的井，△L=βL△T=0.9～1.4米油井抽吸过程中载荷的转换，使管柱伸缩。锚定工具水力锚：锚定管柱，防止管柱上顶或管柱蠕动。支撑（水力）卡瓦：作为管柱的下支点，以防管柱向下移动。防顶卡瓦：位于封隔器上部，以防管柱向上移动。油井用控制工具控制工具配产工具：用于分层试油、采油、找水和堵水。有活动式配产器、偏心配产器。喷砂器：连通器：由于配水器也有几种，PS仅仅是个统称，单单以PS表示，无法区是什么样的配水器，因此具体命名做了更改。1、固定式分层配水工具KGDPS缩写KGD2、空心配水器KKXPS缩写KKX3、偏心配水器KPXPS缩写KPX配水工具KKX空心配水器结构：由配水芯子、工作筒主体、工作活塞、销钉、弹簧等组成。特点：◆可携带合适的水嘴下井，坐封后可直接注水，不必投捞配水芯子。◆可作为其他措施管柱的“坐封开关”使用。工作原理：下井—注水通道密封加压—注水通道密封，完成封隔器坐封泄压—注水通道密封注水—注水通道打开配水器KPX偏心配水器结构：由工作筒主体、导向体、堵塞器、下接头等组成。技术要求：凸轮转动灵活，收回后小于堵塞器钢体外径；组装试压合格、地面投捞灵活到位；投堵塞器应由下而上，捞堵塞器应由上而下逐级进行。桥式偏心配水器桥式偏心配水器具有旁通过流通道，当通过集流方式测某一层流量时，不影响其它层段正常的注入，相当于各层相对独立,层间干扰较小。分注工艺技术泄油器其它工具球座扶正器滑套开关井下工具油浸试验系统组成试验井试验系统流程监控及资料采集系统内径ф160mm内径ф124mm内径ф124/ф86.5mm内径ф124/ф118mm地下室油浸试验井流程控制柜动力泵计算机监控加热控制柜加热管线试压管线油浸实验系统试验井下工具的结构合理性，检验其工作性能，保证下井工具的安全可靠技术指标工作压力120MPa加热温度180℃精度±1℃以内功能模拟井下状态，试验和检测工具的性能实现两级三段管柱性能试验自动化监控、数据采集及处理部分试验展示扩张式封隔器试验压缩式封隔器试验系列胶筒试验整体管柱性能试验三、油水井工艺措施管柱水井油井注水工艺采出液油水分离油水水质净化除油、除悬浮物水质稳定防腐、防垢、杀菌注水站外排环境进一步处理采油工艺按配水器结构分为：固定配水管柱活动配水管柱偏心配水管柱同心集成配水管柱分层注水管柱的分类按管柱结构、性能分为：1.顶封管柱2.油套分注管柱3.多级分注管柱4.特殊井分注管柱结构：由注水封隔器及空心配水器等构成。技术要求：各级配水器的芯子直径是由上而下从大到小的，故从下而上逐级投送，从上至下逐级投捞。调配投捞成功率较高。缺点：受内通径的限制，其使用级数受到限制，一般三级，最高五级。空心配水管柱空心活动配水管柱图(一)分注常用工具及其用途SSSLKWKPX-110Y341-110SLM-110KPX-110KPX-110Y341-110QZ+SD偏心配水管柱偏心配水管柱是目前国内外用得最多的分层注水管柱，管柱组合主要包括：油管、偏心配水器、注水封隔器。偏心配水管柱的最大优点，是在注水管柱上根据需要安装多个偏心配水器，在不动管柱的情况下可以采用钢丝投捞更换任一级水嘴。但受投捞工艺的限制，配水器间距必须保持在6～8m以上。其缺点是投劳成功率低(50%～70%)，钢丝作业的工作量大。(2)管柱结构：Y341、Y221(1)工艺用途：A.卡封上部套漏；B.高压注水下的上部套管保护；C.停注上层，单注下层。保护层注水层水力锚封隔器导流器球座顶封保护套管注水管柱分注工艺技术(3)工作原理：保护层注水层上提解封与其它工具管柱组合使用，形成顶封保护多级分注管柱。液压坐封，打开导流器上提解封分注工艺技术油套分注管柱注水层注水层水力锚泄液器Y241封隔器注水层注水层Y221封隔器喇叭口分注工艺技术Y221系列：旋转坐封，上提解封