JDY341X-110大斜度井注水封隔器的研制和应用

JDY341X-110大斜度井注水封隔器的研制和应用

王海全;肖国华;张昊

【摘要】In order to solve the problems that it is difficult to load and remove packer during separated injection process and uneven force and creep deformations on rubber tube of packer in setting sealing and well washing process in highly deviated injection wells in Nanpu oilfield. By analyzing and improving the structure of conventional injection packer

Y341, adopting the high temperature and high pressure resistant seal components, the improved packer could better meet the work conditions and work requirements of deviated wells and is capable of repeating setting seal. The experiments of laboratory and field showed that the packer could satisfy the demand of high temperature and high pressure injection in highly deviated wells and could realize eccentric quantitative separated injection in extended reach wells with deviation angle between SO and 70 degree.%为了解决南堡油田大斜度注水井在分注作业过程中封隔器起下困难及坐封、洗井过程中封隔器胶筒受力不均、蠕动变形严重的问题,对传统

Y341注水封隔器的结构进行了改进,采用抗高温高压密封元件,使封隔器更能满足斜井的工作条件和工作要求,并具备了重复坐封的能力.室内试验和现场试验表明,该封隔器可以满足大斜度井上高温高压注水要求,可在井斜在50° ～70°的斜井上实现偏心定量分注.

【期刊名称】《石油钻采工艺》

【年(卷),期】2012(034)004

【总页数】3页(P119-121)

【关键词】大斜度井;封隔器;重复坐封;分层注水

【作者】王海全;肖国华;张昊

【作者单位】冀东油田钻采工艺研究院,河北唐山 063004;冀东油田钻采工艺研究院,河北唐山 063004;冀东油田钻采工艺研究院,河北唐山 063004

【正文语种】中文

【中图分类】TE934+.1

冀东南堡油田有注水井83口，其中分注井56口。注水井特点为大斜度、大位移、长井段，井型主要为3~5段制以及水平井，井斜大于40°占53%；水平位移1~2 km的注水井占32%，水平位移大于2 km的注水井占11%，目前采用的分注方

式主要为偏心定量分注，平均注水压力13.5 MPa，最高注水压力24.5 MPa。水

井分注时遇到了以下问题［1］：（1）管柱不能居中，封隔器胶筒受力不均，影

响其密封效果和工作寿命；（2）由于井斜的影响，封隔器起下困难，偏磨严重，地面作业设备负荷增大，作用在管柱上的有效负荷降低，随着斜度增加，封隔器中途坐封、后期作业时起不出的几率都大幅度增加；（3）由于井深和高压（＆

gt;20 MPa）注水［2-3］的影响，封隔器胶筒耐温和承压能力下降，工作寿命短；（4）在坐封、洗井、注水等过程中封隔器、管柱蠕动变形严重，封隔器易提前失效。以上问题导致偏心分注工艺在斜度大于50°的井上基本无法实施。为此，研发了JDY341X-110大斜度井注水封隔器，并结合管柱上下扶正、锚定工艺，有效解决了大斜度井上封隔器起下及高温高压注水工作寿命短的难题。

1 结构

JDY341X注水封隔器结构如图1，主要由坐封、锁定、解封和反洗机构构成。坐

封机构由活塞、连接接头、下接头、上活塞套、下活塞套、下胶筒座、外中心管、胶筒等组成；锁定机构由锁指爪、锁环、锁套等组成；解封机构由上接头、上外套、中心管、解封剪钉等组成；反洗机构由反洗套、外中心管、中心管、反洗活塞套、密封盘根、弹簧、上活塞套等组成。

图1 JDY341X-110注水封隔器结构示意图

2 工作原理

2.1 坐封和锁定

油管打压，液体经连接接头下部的进液孔进入由下接头、连接接头、下活塞套和活塞共同构成的腔室内，推动活塞带动下活塞套剪断下部的坐封剪钉，并与上活塞套、下胶筒座、外中心管和锁套一起向上运动，这时下胶筒座开始压缩胶筒，并带动垫环、弹簧、反洗塞套、密封盘根等一起上行。压缩胶筒一定距离后，锁套与上部的锁环接触，并与之咬合，由于锁套与锁环特殊角度的扣型设计，锁套上行与锁环咬合容易，退出难，加之锁环套在锁指爪上，锁指爪在中心管台阶的支撑下撑开锁环，使锁套与锁环脱离咬合更无可能。锁套继续上行，与锁环咬合，下胶筒座继续压缩胶筒，直到胶筒与套管内壁接触，胶筒膨胀到不能膨胀为止，完成封隔器的坐封和锁定。

2.2 解封

上提油管，上接头带动上外套首先剪断解封剪钉，然后带动中心管一起上行，中心管上行一定距离，锁指爪与中心管下部较细台阶接触，锁指爪失去支撑，锁环也就失去支撑，因锁指爪和锁环都是有弹性的，在弹性作用下它们要恢复原状，外径会变小，于是在胶筒回弹力作用下，锁环与锁套脱离咬合，从而实现解锁。解锁后，胶筒要持续恢复原状，外径变小，脱离与套管壁的接触，同时，在回弹力作用下它将带动锁套、外中心管、下胶筒座、上活塞套、下活塞套、活塞下行一段距离，实