防窜固井裸眼封隔器的研发

层及高温高压气层共存 的地质特性 ， 优选耐高温高压的 封 隔器 密封 元 件 ， 研制 出适 合 封 隔高 、 压 层 系 和不 同 低 井身结构的裸眼封隔器 ， 以适应不同多压力层系固井防 气 窜施 工情 况 。固井 之前 用 此 封 隔器 将 低 压 易 漏 地 层 和高 温高压 地层 进 行封 隔 ， 后 分 别 固井 ， 利 于提 高 然 有 在溢 漏 并存 不平 衡 等 复杂井 况 下 的固井 成 功率 等 ， 既可 降低 固井成本 ， 又可节约平 台综合费用 ， 其经济效益指 标及社会效益是十分可观的。 １ 可钻 式 裸 眼封 隔器 工作 基本 原 理 裸 眼膨 胀式 封 隔器 是根 据 流体 力 学 的原理 工作 的 ， 当封 隔 器膨 胀 到一 定压 力后 ， 外部 压 力 的增减 都 会引 其 起 内部 压力 的相应 变化 ， 部 压差 即环 空压 差增 加 则使 外 封 隔器 对井 壁 的密 封 压 力 也 成 比例 地 增 加 。 当顶 替 胶 塞通 过 封 隔器 中心 管及 阀接 头 运行 到 阻流板 时 ， 压使 憋 泥 浆经 阀箍 的进液 孔 ， 入 锁 紧 阀 ， 进 当压 力 达 到一 定 时 锁紧阀上的销钉被剪断， 锁紧阀打开 ， 泥浆经单流阀、 限 压阀进人中心管与胶筒 间的膨胀腔 内， 在压力作用下封 隔器膨 胀 变形 与井 壁 紧密 接 触 对 环 空 形 成 密 封 。当膨 胀 腔 内 的压力 达到 一 定 时 ， 限压 阀销 钉 剪 断 ， 限压 阀关 闭 ， 进 液孔堵 死 ， 时 套 管 内 压 力 的 大小 对 膨 胀 腔 内 将 此 的压力 无 任何 影 响 ， 现 安全 座封 ， 口放 压为 零 ， 紧 实 井 锁 阀 自动锁 紧 ， 实现 永久 性关 闭 。 实 际应用 中用 钻 具将 封 隔器 下至 设计 位置 ， 压 座 憋 封， 将井 筒 进 行 封 隔 ， 封 完 成 后 液 压 脱 手 ， 钻 具 提 座 将 出， 即可 进行 下一 步 的 固井 作 业 。 ２ 裸 眼 封 隔器 的研 究 ２ １ 裸 眼封 隔器 的 结构 设计 ． 在非 常规 井身 结 构 中 ， 常 是 在 １—／” 管 内下 通 １３ ４套
器有 ｊ ２ ４ ２ ０ ｍｍ 和 ２ ８ 『 ５ ｍｍ 两 种型 号 。 裸 眼封 隔器 主要 有 以下 几 个 部 分 组 成 ： 密封 机 构 、
控制机构、 连接机构等组成 ， 即由橡胶筒 、 中心管 、 阀箍 、 脱手 短 节等组 成 （ 图 １ 图 ２ 。 见 、 ）
图 １ 裸眼封隔器结构 示意图
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
西 部探 矿 工程
２１ ０ ２年第 ５期
防 窜 固 井 裸 眼 封 隔 器 的 研 发
李 风 雷 ， 国安 张
（ 州 大 陆架石 油工 程技 术 有 限公 司， 德 山东 德 州 ２３ ０ ） ５０ ０ 摘 要 ： 对鄂 西川 东长裸 眼 井段 喷 、 针 漏共 存 的特 点 ， 计 出 了在 固 井时 分 隔 高压 产层 与低 压 漏层 或 设
２１ ０ ２年第 ５期
西 部探 矿工 程
Ｆ攘一 压 力Ｘ ， ｕＸＡ
一 ・１ １・Ｌ长 ・Ｄ直径 ・７ ｒ
一
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筒 和钢带 组 成 。橡 胶 筒 由内外 两 层 胶 筒 和 中 间 的软 金 属加 强筋 硫化 成一 体组 成 ， 是可 承受 高压 的可 膨胀 密封 元件 。研 究 的关键 在 于 耐 高温 橡 胶 和 可钻 性 管材 的研 制 与选用 。封 隔器 井下 工作 的成 败 与性能 好坏 ， 要取 主
３０ ７ ｍｍ（ ２１ ４～１ —／ ” 。 １ —／ ” ４１ ２）
２ ２ 硫 化 有金属 加 强筋 的弹 性橡 胶 筒 的研 制 ．
橡 胶筒 是封 隔器 的核 心 部 件 ， 主要 由 内胶 筒 、 胶 外
第一作者简介 ： 风雷（ ９ ４） 男（ 李 １ ８ 一， 汉族） 山东德州人 ， ， 助理工程师 ， 现从事 固井工艺方面的研究与应用工作 。
图 ２ 裸眼封 隔器脱手短节
目前 已经成 功设 计研 制 的有用 于 ８１２和 １—／” —／” ２１４ 井 眼 的两套 封 隔 器 。并 已加 工 试 验 了 ８１２井 眼 封 隔 —／” 器 。该 套封 隔器 张 开前 最 大外 径 为 ２４ ０ ｍｍ， 效 密 封 有 范 围为 ２ ６ － ６ ｍｍ（ 一／ ” １ 一／ ； 一 套 封 隔 器 １ Ａ２６ ， ８ ｉ２ ～ Ｏ１ ２） 另 设计 张 开前 最大 外径 为 ２８ ５ｍｍ， 有效 密封 范 围为 ３ １ １—
＊ 收稿 日期 ：０ ｌ１－ ｌ 修 回 日期 ：０ Ｉ１ －１ ２ １一 １ｌ ２ １－１２
大 至 １—／ ２１４。当领 眼段 长 度 大 于 ６ 时 ， 隔器 的 座 ｍ 封 封位 置 可能 位于 领 眼段 ， 领 眼 段 长 为 １ ５ 时 ， 隔 当 ．ｍ 封 器 的座封 位置 可 能位 于扩 眼段 。因 此设 计 研 制 的封 隔
高温 高压 气 井 固井时 防水 、 气窜的 固井井 下可钻 式 封 隔器 ， 以提 高 固井质 量 。该 工具 能够 满足 高温 高
压下的特殊 井身结构井段的固井要求， 在现场应用取得 了明显效果， 能起到抗漏失和防窜的作 用。 关键词 ： 高温高压井； 漏失 ； 可钻式封 隔器； 固井； 防窜
决 于这一 部件 。
中图分 类号 ： ２ ６ 文献标 识 码 ： 文 章编 号 ：Ｏ ４ ７ ６ ２ １ ） ５ ０ Ｏ ３ ＴＥ ５ Ａ １ ０ —５ １ （ ０ ２ ０ 一Ｏ ９ 一０
研 究 主要是 根 据 鄂 西 川东 地 区广 泛 存 在 低 压 易 漏
８１ ２领 眼钻 头 加 １—／ ” ～／ ２ １ ４ 的偏 心 扩 眼 钻 头 ， 井 眼扩 将