井下工具-封隔器技术讲座

• 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。
序号
1 2 3 4 5 6 7
工具名称
抽油杆 防脱器 充填工具 堵水器 堵塞器 定位器 防脱器 防污器
代号
CFT CT DS DSQ DW FT FW
序号
8 9 10 11 12 13 14
工具名称
扶正器 解堵器 配产器 配水器 喷砂器 气举阀 水力锚
代号
FZ JD PC PS PS QJ SL
序号
Y241 卡 瓦 式 封 隔 器
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
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
15 16 17 18 19 20 21
工具名称
伸缩管 双向油管锚 脱接器 泄油器 油管锚 注酸器 增注器
代号
SS SYM TJ XY YM ZS ZZ
中中 中 原原 原 油油 油 田田 田 分分 分 公公 公 司司 司 采采 油油 院院
修井工具名称代号：
序 工具名称 号
1 2 3 4 5 6 7 8 套管补接器 倒扣器 打印器 套管刮削器 公锥 加速器 打捞蓝 打捞锚
三、油水井工艺措施管柱
注水工艺
油 采出液 油水分离 水 外排环境
采油工艺
除油、除悬浮物 水质净化
进一步处理
注水站 水质稳定 防腐、防垢、杀菌
水 井
油 井
分层注水管柱的分类
按配水器结构分为： 按管柱结构、性能分为： 1.顶封管柱
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
2.油套分注管柱
• 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Байду номын сангаас封，双向卡瓦锚定，可以有效阻止管柱蠕
3.多级分注管柱 4. 特殊井分注管柱
空心配水管柱
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
----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
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 KGD
2、空心配水器 3、偏心配水器
KKXPS 缩写 KKX KPXPS 缩写 KPX
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：
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。
控制工具
油井用控制工具
配 产 工 具 ：
用于分层 试油、采 油、找水 和堵水。 有活动式
喷砂器：
连通器：
配产器、
偏心配产 器。
配水工具
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。
分注工艺技术
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。
其它工具
泄油器
球 座
MPa ℃ kN kN.m
外加厚油管螺纹
钻杆正规型螺纹
钻杆贯眼型螺纹 钻杆内平型螺纹
许用载荷 扭矩
钻杆数字型螺纹
REG FH IF NC
in in in in in in in
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》
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、封隔器分类及型号编制方法介绍
（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
控制工具名称代号：
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。
支撑方式代号
分类方式代号
二、封隔器结构、原理、
技术要求及用途
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，
扶正器 滑套开关
井下工具油浸试验系统 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
组 成
试验井
试验系统流程
油 浸 实 验 系 统
动力泵 计算机监控
流程控制柜 加热控制柜 地下室油浸 试验井 试压 管线
监控及资料采集系统
内径 ф 160mm
内径 ф124mm
内径ф124/ 内径ф124/ ф 86.5mm ф118mm
• 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。
◆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。
配水器
工作原理：
注水 —注水通道打开 加压 —注水通道密封， 完成封隔器坐封 泄压 —注水通道密封 下井 —注水通道密封
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：
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。
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
K
3
4
4 -- 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
Y
4
5
3 -- 108 -- 150/50
工作温度/压力 钢体最大外径 解封方式代号 坐封方式代号
• 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。
封隔器
防凸件 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，
把上、下油层分隔开，以达到某种施工的目的。
（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
常见的Y111-114型封隔器
• 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。
代号 序 号
BJ DK DY GX GZ JS LL LM 9 10 11 12 13 14 15 16
工具名称
打捞器 打捞筒 磨鞋 母锥 内钩 内割刀 铅模 上击器
代号
LQ LT MX MZ NG NGD QM SJ
序 工具名称 号
17 18 19 20 21 22 23 通井规 套铣筒 外钩 外割刀 下击器 铣鞋 整形器
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
活塞效应 螺旋弯曲效应 压力效应 鼓胀效应 温度效应
加热管线
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
技术指标
工作压力120MPa 加热温度180℃
精度±1℃以内
部分试验展示
扩 张 式 封 隔 器 试 验 压 缩 式 封 隔 器 试 验 整 体 管 柱 性 能 试 验
系 列 胶 筒 试 验
代号
TJG TXT WG WGD XJ XX ZX
使用技术参数及尺寸特征：
项目 代 号 单位 项目
尺 寸 特 征
性 能 指 标
长度 外直径（x 内直径）
工作压力 工作温度
mm mm
连 接 螺 纹
普通螺纹 梯形螺纹 锯齿型螺纹
代号 M T S TBG
UP TBG
单位 mm mm mm
抽油杆螺纹
平式油管螺纹
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。
第五种封隔器： 自封式封隔器
• 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
第六种封隔器：特殊用途封隔器
•
裸眼封隔器：适用于直径150180mm的裸眼井分层作业及卡水采油。
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)
举例
Y 2 2 1 -- 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
Y
3
4
1 -- 114--120/35
• 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
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
胶筒
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，
任意组合实现密封
2.封隔器型号编制方法
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
代号意义
分类方式 固定方式 座封方式 解封方式
分类名称 代号 固定方式名称 代号 座封方式名称 代号 解封方式名称 代号 自封式 Z 尾管支撑 1 提放管柱 1 提放管柱 1 压缩式 Y 单向卡瓦 2 转动管柱 2 转动管柱 2 扩张式 K 悬挂 3 自封 3 钻铣 3 液压 4 液压 4 组合式 各代号组合 双向卡瓦 4 下工具 5 下工具 5 锚瓦 5 热力 6 热力 6