封隔器介绍讲解学习

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第三节、封隔器的结构
❖ 一、密封部分：
❖ 密封部分是在外力（机械力或液压力）的作用下， 发生动作，最终密封环形间隙，防止流体通过的机 械。它是封隔器的关键部件，主要由弹性密封元件、 赖以安装密封元件的钢碗、隔环（挡圈）和各种防 止密封元件“肩部突出”的“防突”部件构成。其 中，密封元件是至关重要的核心部件，通常制作成 “圆筒状”，所以也俗称胶筒。只是近来为了实现 油管与封隔器之间的内密封，密封元件才制作成各 种形状（如V形）的盘根。
❖ 一、封隔器基本类型 ：
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❖ 为了做好封隔器的预选工作，有必要了解封 隔器有哪些类型，其主要结构性能和使用条 件是什么。
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❖ 1、永久式
❖ 结构原理：胶筒在锥体a之间压缩，锥 体靠卡瓦b固定。防突部件c保护胶筒瓣 阀d插入油管后保持常开状态，拔出即
关闭，此油管底部带有盘根密封，用以
在高压液体作用下向外扩张，紧贴套管壁。单流 凡尔b防止膨胀液外流，使胶筒胀开，只有在动油 管柱解封时，通道c才打开，于是胶筒回收（如图 2-2）。
❖ 坐封方式：油管憋压。
❖ 解封方式：转动或上提油管，使卸压槽对准单 流凡尔。
❖ 使用场合：
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井；
（1）井壁不规则的裸眼井或套管损坏的
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（2）选择性措施和测试 ；
❖ 坐封方式：下放压重。
❖ 解封方式：上提油管。
❖ 使用场合：
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（1）作为上封隔器堵漏；
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（2）预计没有高压的井；
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（3）油管无需保持张力的井。
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❖ 5、张力式 ❖ 结构原理：当卡瓦b咬住套管后，
上提油管，胶筒即被压缩于中心管与 锥体a之间。通常，下压易使封隔器密 封良好，上压则可使封隔器解封（如 图2-5）。 ❖ 坐封方式：反转上提。 ❖ 解封方式：正转下放。 ❖ 使用场合：（1）、1500米以内的浅 井注水和增产措施； ❖ （2）、张力补偿上压； ❖ (3）、卡瓦和坐封机械要求避开腐蚀 性流体。
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❖ 四、坐封部分
❖ 坐封部分是使封隔器坐于目的层段后保持 密封状态（即工作状态）的机构。通常， 它包
❖ 括坐封活塞，中心管（或开有轨迹换向槽 的轨迹管），上、下接头，滑环套等。 坐封部分动作时，能起两个作用：
❖ 1、推动锥体，使卡瓦张开（对于带卡瓦 的封隔器来说），并贴压套管壁上。
❖ 2、压缩弹性密封元件，使之胀大而密封。
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❖ 五、锁紧部分：
❖ 锁紧部分是封隔器一旦坐封后，使之固定于 坐封状态（使密封元件密封后保持不变）的 机构。由于封隔器锁紧机构及动作方式在很 大程度上影响封隔器的可取性，因而是设计 可取式封隔器应予重视的结构部分。它通常 由外中心管、销钉，各种内锁紧机构（如锥 环、锁环、锁扣或锁扣指以及棘轮机构）构 成。
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（2）压力可平衡或油管可锚定
的井；
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（3）只需要成本不高的水力密
封的井。
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❖ 4、支柱式
❖ 结构原理：当封隔器下面的油管 (亦称锚定管)接触下支撑点（井底、下 封隔器、桥塞或台阶）时，油管压重 作用在封隔器上，胶筒在钢碗a、b之 间压缩，锁扣指c弹出接受槽d,（如图 2-4）
封隔器介绍
❖ 目前常用的封隔器分为两大类：可取式封隔 器和永久式封隔器。
❖ 对于封隔器本身来说，最关键的部件莫过于 弹性密封元件，有人比之为封隔器的心脏， 因为它在很大程度上影响甚至决定着封隔器 系统井下工作的成败。
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第二节、封隔器的发展
❖ 石油工业的兴起和发展，伴随着封隔器的问世和演变， 早期的封隔器结构简单，用途单一、性能低下。1863年美国 的布赖森发明了裸眼封隔器，1863年美国的图尔特发明了一 种开有油、套压连通孔的单胶筒封隔器，其胶筒是在锥形体 的楔入作用下膨胀的。随后美国的封隔器研究又加快了步伐。
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（3）分层采油、注水。
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❖ 3、水力自封式
❖ 结构原理：由于皮碗是过盈的， 故在起下过程中总是紧贴套管壁，每 只皮碗只能承受单向压差，而且压差 越大，皮碗与套管的密封也就越牢。 （如图2-3）
❖ 坐封方式：一般不要求坐封动作
❖ 解封方式：硬拔
❖ 使用场合：（1）压差小的浅井；
❖ 苏联30年代初，阿塞拜疆油田首先采用正反扣螺栓式封隔器， 1963年阿塞拜疆矿机研究所研制了结构比较完善的尾管式封 隔器，但其下入深度只有300~650米，有效工作压差不超过 2.5MPa。
❖ 近几十年，随着钻井、完井工艺不断向高压、高温和复杂的 深部地层方面发展，对封隔器提出更高的要求。
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❖ 六、 解封部分
❖ 解封部分是使油、套连通，进而导致卡瓦 收回，胶筒恢复原状，以利于起封的机构。 对于丢式封隔器，则需另行配备专用的坐封 和解封工具。它通常由平衡活塞、平衡阀 （循环阀）、循环孔（连通孔）、缸套或解 封套、解封销钉构成。
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Fra Baidu bibliotek
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第四节、封隔器的类型
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❖ 二、 锚定部分：
❖ 锚定部分也叫“支撑部分”，其作用是将封隔器支 撑在套管壁上，防止封隔器由于纵向移动而影响密 封性能，或引起封隔器过早解封，主要包括水力锚 和卡瓦等。
❖ 水力锚使用比较广泛。它通常由许多卡瓦牙或锯齿 形锚爪（分布在活塞端部的圆柱面上）构成的。它 既可与封隔器设计成一体，与卡瓦配套使用 ，也可 以单独接在封隔器上
密封封隔器抛光的内部密封腔，限位丝 扣e固定此盘根。
❖ 坐封方式：机械、水力、气压。
❖ 解封方式：不能解封。
❖ 使用场合：（1）高压或油管负荷变化 大，要求长期可靠密封的井；
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（2）油管长度变化大的深井；
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（3）生产条件复杂，坐封的准确
位置比较恶劣。
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❖ 2、水力膨胀式
❖ 结构原理：硫化有金属加强筋的弹性胶筒a，
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❖ 三、 扶正部分：
❖ 扶正部分主要起扶正密封元件的作用（尤 其在井身质量不好的井中），同时也起初 卡作用，以便封隔坐封。这种作用，通常 由扶正弹簧和状如灯笼的扶正器承担。在 转动管柱座封封隔器时，扶正弹簧片以对 套管壁的足够的摩擦力，防止封隔器壳体 随管柱转动。扶正器一般由扶正弹簧罩、 弹簧座和弹簧构成，其作用靠外端呈圆柱 面的扶正块来实现。