K344封隔器

压差达到12MPa以上时, 在胶筒肩部承担较大的压差, 易
导致胶筒被击穿, 胶筒密封失去作用。
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1 胜利油田K344封隔器存在问题
②防蠕动性能低, 停注后水窜。当注水井停注时, 胶筒 自然收缩, 由于各注水层之间地层压力的差异, 导致地层水 由高压层流向低压层。上述缺陷的存在, 使K344型封隔器
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4 施工过程简介
1）对第1、2射孔段间隔段找窜。
施工队按要求将工具正常下钻到位，调整管柱至坐
封 位 置 1801.42m ， 用 200l/min 排 量 油 管 正 打 压 至 20MPa座封封隔器，压力突然下降至14MPa，调整排量
至300l/min，继续打压验窜，套管未出液，调整排量至
酸化、压裂
1650
700
80
K344-113
51/2"套管井
酸化、压裂
2130
1100
80
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5 使用注意事项
使用金属膨胀胶筒密封，金属必须具有很好
的抗腐蚀性和较长的使用寿命,金属件在卸载后, 恢复到原来的尺寸, 恢复率达100% , 但必须保证
形变在合金的弹性变形范围内,即弹性变形< 8%。
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四 K344封隔器应用案例分析
一 吐哈油田牛平17-14井应用实例
采用K344膨胀封隔进行压裂前的验窜作业。根据现场实 际情况，该井水平段较长，水平段的砂床在洗井过程中
不能完全清理干净，验窜前，首先组织了大排量洗井作
业，最大限度的将井下砂床清理掉，并在验窜管柱的组 合上充分考虑砂床的影响。
5～25MPa 的范围内波动4～5 次,封隔器即蠕动4～5 次,
封隔器的胶筒即失效。以一级两层注水管柱为例：
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三 K344封隔器使用特点
管柱下到井下后,管柱受到3 个力的作用,井口支持力F ,管 柱自身重力G 及浮力Fw ,此时,三者之间为平衡力。当坐 封封隔器时。油管内正加压20MPa ,稳压10 min ,坐封并
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2 管柱结构与管柱特点
管柱结构（从下而上）： 73mm定压阀+95mmK344膨胀封隔器+弹簧扶正器 +73mm外倒角加大油管580m+89mm外加厚油管 管柱特点：
管柱结构简单，管柱内部与井筒不连通，井筒液不能进入 管柱内，能够有效的防止液流孔堵塞。缺点是管柱内无液， 深井压差大时需要向油管内灌液平衡压差。
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3 性能参数与用途
封隔器型号 总长 mm 最大外径 mm 最小通径 mm 坐封压力 Mpa 工作压力 Mpa 工作温度 ℃
大庆K344-114
玉门K344-115
910
860
114
115
62
62
0.5-0.7
1.0-1.5
12
70
120
120
主要用于油水井的分层注水、分层压裂、分层酸化、 分层找窜及封窜等施工作业中。
阀完好，封隔器下端胶筒及钢片有轻度磨损。
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5 施工分析
施工中封隔器座封和解封正常。封隔器胶筒及钢片磨
损原因主要为上端加扶正器后能够在下钻过程中保持胶筒 在斜井段和水平段离开井壁，但下端下接头外径过小，起 下钻过程中胶筒在斜井段和水平段拖动于井壁，特别是进 入射孔段和第一次坐封胶筒膨胀后磨损加剧所致。
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3 工作原理
3.2 解封有两种结构： A、地面放压，靠液力 ，胶层和钢带回弹力使 胶筒收缩解封。 B、解封阀解封：封隔器上装有一套解封阀系， 需解封时，地面泵继续给压，达到设计压力（根 据用户要求而定），解封阀打开，胶筒与中心管 环空内液体可直接排出封隔器外。
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3 改进后封隔器操作过程
坐封时,流体从水孔顶开坐封阀进入封隔器胶筒与中
心 管 空 间 , 使 封 隔 器 胶 筒 胀 封 ( 胶 筒 胀 封 压 力 0.5 ～ 0.7MPa) , 当坐封阀两端的注水压差低于弹簧力时,弹簧将 坐封阀推回, 封隔器胶筒与中心管空间的水被封闭, 完成坐 封, 从而达到分层注水的目的, 解决了注水井停注时胶筒自 然收缩, 导致地层水由高压层流向低压层的问题。解封时 反洗井, 使液体进入解封压力孔推动解封阀顶杆, 顶开球形 阀, 封隔器胶筒内腔的水在压力作用下, 通过坐封阀中孔、 偏孔水孔进入中心管内, 封隔器胶筒收回, 达到解封目的并 满足洗井需要。
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三 K344封隔器使用特点
1. 硫化芯子扩张式胶筒结构易出现卡管事故，硫化芯子胶 筒式封隔器的坐封压力一般在0.5-1.5，坐封压力较低,从 现场应用情况看, 明显存在两大问题: 一是在下井过程中,
要严格要求下放速度, 否则非常容易中途坐封, 直接损坏
胶筒, 导致工艺失败;在起管柱时，必须连续灌压井液保 证油套管压力一致，否则，封隔器胶筒在液柱压差下就
三 K344封隔器使用特点
2. 均可以构成分层压裂管柱，可实现不动管柱分层压裂 （或酸化）施工完成后，封隔器自动解封，管柱在井里 处于解封状态，使上下施工层油套能有效连通，很容易
建立井内循环。具有现场操作简单、职工劳动强度低等
特点。
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三 K344封隔器使用特点
3. 均可用一趟管柱采用逐层上提的方法。实现一趟管柱措 施或作业几个层段。提高施工效率。 4. 硫化芯子扩张式胶筒结构封隔器,地面试验证明,压力在
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2
2.2 特点
扩张式胶筒
（1）扩张系数大，用小直径胶筒可以封隔大直径井眼。
（2）容易扩张和收缩，即易座封和解封。 （3）耐温等级高：125℃～150℃，特殊要求可达180℃。 （4）承压差大。 （5）残余变形小。 （6）对井眼适应性强，可用于套管变形井和裸眼井的工艺措施 中。 （7）座封可靠。 （8）可重复使用（指地层测试方面）。
4 规格型号
规格型号 适用井径 用途
总长 （mm) 密封 面长 (mm) 承压 (Mpa)
K344-90
41/2"套管51/2"套管贴补井验串
酸压
1640
700
60
K344-98
51/2"套管变形井
酸压
1650
700
60
K344-105
51/2"套管变形井
酸压
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1650
700
60
K344-113
51/2"套管井
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K344封隔器简介—(钢骨架扩张式胶筒结构)
1、结构
1、下接头 4、中心管
2、浮动头 5、进液孔
3、胶筒 6、上接头
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2
2.1 结构：
扩张式胶筒
扩张式封隔器胶筒是以高弹性高强度不锈钢带作骨架 层（可取式），或以软钢带作骨架层（永久式，主要用于
固井和永久性封隔）的三层结构胶筒。
K344封隔器
井下工具公司 二ОО九年七月
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前言
从型号看出，K344是一种水力扩张式封隔器，悬挂 式固定，液压坐封，液压解封。靠胶筒向外扩张来封隔油、 套管环形空间。因此，工作时胶筒的内部压力必须大于外 部压力，也就是油管压力必须大于套管压力。必须与节流 器配套使用。 从K344封隔器的坐封与解封方式来说，工作过程中， 无需机械运动，因此，在水平井和斜井中作业具有优势。
20m/min，斜井段和水平段控制在5m/min。
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3 施工注意事项
④ 下钻中出现遇阻现象时，要缓慢上提管柱，不得猛提猛放。 ⑤ 下 至 设 计 位 置 后 ， 打 压 座 封 封 隔 器 时 ， 先 采 用 150200l/min排量打压至10MPa，以保证胶筒能够正常充液， 若定压阀打开后，井筒漏失严重，打压3-5分钟后，提高 排量至300-500l/min进行验窜。 ⑥ 验窜完毕解封时，先放压至0，停等10-20分钟让胶筒充分 收缩，然后缓慢上提管柱至悬重正常。 ⑦ 起钻时，上提速度控制同下钻要求。
达到较大工作压力。
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三 K344封隔器使用特点
7. 两种结构封隔器都存在封隔器无法解封和解封不彻底造 成的卡管事故的可能性。如果无法通过循环方式解卡， 硫化芯子胶筒结构因为膨胀扩张的仅为胶筒部位，强行
起下钻处理起来相对简单。而钢骨架胶筒结构中钢骨架
与胶筒一起膨胀，强行起下钻会拔断钢骨架。需要较大 的上提吨位，可能会造成井下状况复杂。
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二 K344封隔器简介—(硫化芯子扩张式胶筒结构) 1 结构
1 —下接头;2 —滤网罩;3 —中心管;4 —胶筒;5 —硫化芯子;6 —胶筒 座;7 —O 形胶圈;8 —上接头
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2 工作原理
封隔器下至设计深度时，向油管内打压，液 体经滤网罩，下接头的孔眼进入中心管的水槽， 充满胶筒的整个空间，当油管内外压差达到封隔 器坐封压力时胶筒胀大，从而密封油套管的环形 空间，泄掉油管内的压力，胶筒依靠本身的弹力 回缩原状，即可解封。
会涨开，造成抽吸，并且很可能随坏胶筒。
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三 K344封隔器使用特点
0.5MPa，胶筒就涨开跟套管内径一样，就是说50m的清 水液柱压力就能涨开，也就是说139.7mm套管内在起50 根73mm油管时还没有灌水，封隔器就涨开了，再强行起 管，封隔器胶筒损坏了。
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3 施工注意事项
工具入井前，现场对工具连接部分和锁钉进行了检查紧 固，并按管柱设计组接工具串，检查合格后，安全注意 事项交底： ① 工具上钻台必须有专人负责护送，不得发生碰撞，防止 损坏胶筒和其它工具。 ② 工具入井时要保持工具居中，不得在井口附近挂碰。
③ 下钻过程中，要严格控制下钻速度，直井段控制在
200l/min连续注入5分钟，压力降至11-12MPa稳定不变， 停泵放压。
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4 施工过程简介
2）对第2、3射孔段间隔段找窜。 封隔器胶筒恢复10分钟后，上起管柱至1728m，用 300l/min排量油管正打压至12MPa座封封隔器，调整排
量至400l/min，继续打压15MPa验窜，套管未出液，调
验窜作业表明： 第一段验窜施工中压力升至20MPa后突然下降，分析 为打压过程中，定压阀受管柱内脏物堵塞未能打开，打压 至20MPa时，定压阀开启，油套连通导致压力下降。
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二 胜利油田K344封隔器应用实例
K344 型封隔器仍存在以下2 个突出的技术缺陷: ①
单项密封压差低。为12MPa,这主要是由于K344型封隔器 的坐封形式是在封隔器胶筒内、外形成0.7MPa压差后, 胶 筒向外扩胀, 贴在套管内壁上, 达到封隔注水层的目的, 因 此导致在胶筒与中心管之间形成1个“空穴”, 当胶筒两端
应用范围受到较大影响, 且导致分层注水管柱在井寿命短。
通过完善K344型封隔器的性能, 使其可具备Y341型封隔 器优点, 又突出K344型封隔器的特点, 从而改善K344型封
隔器在复杂井况的适应性。优化后的K344型封隔器结构
见下图。
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2 胜利油田K344封隔器结构
1—上接头; 2—外筒; 3—解封活塞; 4—坐封阀; 5—定压片;6—中 心管; 7, 9—胶筒; 8—隔环; 10—下护筒; 11—下接头
锁紧封隔器,此时管柱伸长,在油管外径为73 mm ,内径为
62 mm ,球座深度3 000 m ,坐封压力20MPa 条件下, 可计 算得油管伸长0.73 m。从以上分析可知,管柱受封隔器坐
封压力的影响而伸长,卸压后,导致管柱回收，带动封隔器
上移,产生蠕动。
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三 K344封隔器使用特点
整排量至350l/min连续注入5分钟，压力降至11-12MPa 稳定不变。
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4 施工过程简介
3）对第1、2射孔段求吸水。 保持油管压力至15MPa，用200l/min排量套管打压 求吸水5分钟，压力稳定于10-11MPa，停泵放压结束施
工。限速起出验窜管柱。起出检查工具，扶正器、定压
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3 工作原理
3.1 座封： A、地面增压泵通过不锈钢软管（膨胀管）把膨胀液泵 入扩张式胶筒与中心管环空内使胶筒扩张座封。此结构封 隔器可在同一井内多层次坐封。 B、油管内加液压，液体经中心管上进液孔，进入胶筒 与中心管环形腔内，胶筒胀大坐封，封隔油套管环形空间。 必须与定压开关阀（节流阀）和球座配套使用。
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三 K344封隔器使用特点
5. 一般情况下，钢骨架扩张式胶筒结构K344封隔器较硫化 芯子扩张式胶筒结构封隔器承压差大，较大的工作压差 可以实现胶筒与套管间较大的摩擦力，从而提高的了管
柱的支撑力。提高了管柱的安全性能。
6. 由于封隔器胶筒的构成不同，钢骨架扩张式胶筒结构封 隔器可实现小直径封隔器在套变井中的应用。并且可以