封隔器及井下工藝管柱

1、第四章 封隔器及井下工藝管柱,第一節(jié) 封隔器分類及型號(hào)編制方法 一、封隔器 1）用途：封隔器是用于井下套管或裸眼里封隔油、氣、水層的專用工具。它通過外力作用，使膠筒長度縮短和直徑變大密封油、套環(huán)形空間，分隔封隔器上下的油（氣、水）層，從而實(shí)現(xiàn)油、水井的分層測試、分層采油、分層注水、分層改造和封堵水層。 2）分類：根據(jù)封隔器封隔件的工作原理不同，將封隔器分為自封式、壓縮式、楔入式和擴(kuò)張式四種類型。 3）編號(hào)方法：按封隔件分類代號(hào)、支撐方式、坐封方式、解封方式及剛體最大外徑五個(gè)參數(shù)依次排列而成。具體編號(hào)方法如下：,第四章 封隔器及井下工藝管柱,分類代號(hào)是用分類名稱的第一個(gè)漢字拼音大寫字母表示；支撐

2、方式、坐封方式和解封方式代號(hào)均用阿拉伯?dāng)?shù)字表示；剛體最大外徑用實(shí)際尺寸的阿拉伯?dāng)?shù)字表示，單位為,第四章 封隔器及井下工藝管柱,第二節(jié) 常見封隔器結(jié)構(gòu)及井下工具 井下工具的應(yīng)用與采油工藝和修井工藝的需要密不可分，不論國外還是國內(nèi)其井下工具的分類體系都是與油田采油工藝的要求相適應(yīng)的。國外由于市場經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)，井下工具服務(wù)公司從研究、試驗(yàn)、生產(chǎn)、儲(chǔ)備、銷售、服務(wù)都有較完整的組織，可針對(duì)油田工藝的需要配備成套設(shè)備和提供現(xiàn)場服務(wù)。國內(nèi)在科研、生產(chǎn)、服務(wù)方面也對(duì)井下工具研究也建立起了較完整的體系,第四章 封隔器及井下工藝管柱,國外井下工具服務(wù)公司對(duì)井下工具的分類特點(diǎn) 井下工具的分類體系都是與油田采油工藝的要

3、求相適應(yīng)的 從研究、試驗(yàn)、生產(chǎn)、儲(chǔ)備、銷售、服務(wù)都有較完整的組織; 可針對(duì)油田工藝的需要配備成套設(shè)備和提供現(xiàn)場服務(wù)。,第四章 封隔器及井下工藝管柱,美國BAKER公司井下工具與服務(wù)的分類,第四章 封隔器及井下工藝管柱國內(nèi)油田井下工具的分類,機(jī)械采油 人工舉升采油 有桿泵 氣舉 電潛泵 水力活塞泵 噴射泵 自噴井：主要包括各種完井工藝,增產(chǎn)措施主要包括壓裂、酸化 機(jī)械找封堵水 注入工藝注水注氣（蒸汽、CO2、） 試油及測試 鋼絲作業(yè) 修井（打撈、鉆銑、不壓井）,常見封隔器,（一）Y341-148自驗(yàn)封注水封隔器（圖4-2） 1、用途：用于油田注水作業(yè)，封隔注水層；并能自行驗(yàn)封。 2、技術(shù)規(guī)范：

4、a.總長：2237mm； b、最大剛體外徑：148mm； c.通徑 62mm； d、適用套管內(nèi)徑：155.4-162.8mm; e.座封方式：液壓座封 f、座封壓力： 15-18MPa; g工作壓差：35 MPa; h 、工作溫度： 120 0C; I、解封方式：上提管柱解封，解封力為20-50kN; J、上下連接扣型：2-7/8UP TBG,常見封隔器,Y441-115封隔器 1用途： 用于油田找堵水、酸化作業(yè)，封隔目的層。 2技術(shù)規(guī)范： A、總 長：1577mm； B、最大剛體外徑： 115mm； C、通 徑：50mm； D、適用套管內(nèi)徑： 118-126mm; E、座封方式： 液壓座封

5、F、座封壓力： 16-25MPa; G、工作壓差： 35 MPa; H、工作溫度： 120 0C; I、解封方式： 上提管柱解封，解封力為10-50t; J、上下連接扣型：2-7/8 TBG,常見封隔器,Y341-115反洗井注水封隔器 1.用途：用于油田注水作業(yè)，封隔注水層；并能反洗井。 2.技術(shù)規(guī)范： A、總長：1550mm； B、最大剛體外徑：115mm； C、通徑：50mm；D、適用套管內(nèi)徑：118-126mm; E、座封方式：液壓座封 F、座封壓力：15-18MPa; G、工作壓差： 30 MPa; H、工作溫度： 120 0C; J、解封方式： 上提管柱解封，解封力為10-20KN

6、; K、上下連接扣型：2-7/8 UP TBG,常見封隔器,Y411-115可取式封隔器 1.用途： 用于氣舉井氣舉、排液；油井找堵水作業(yè)。 2.技術(shù)規(guī)范： A、總 長：1200mm； B、最大剛體外徑： 115mm； C、通 徑：50mm； D、使用套管內(nèi)徑： 118-126mm; E、座封方式： 旋轉(zhuǎn)下放管柱座封; F、工作壓差：30MPa G、工作溫度： 120 0C; H、解封方式： 旋轉(zhuǎn)上提管柱解封； I、上下連接扣型： 2-7/8 UP TBG,常見封隔器,Y511-115封隔 用途：用于油田壓裂、酸化作業(yè)，油井補(bǔ)層作業(yè)。 2.技術(shù)規(guī)范： A、總 長： 1910mm； B、最大剛體

7、外徑： 115mm； C、最小通徑： 50mm； D、使用套管內(nèi)徑： 118-126mm; E、座封方式： 下放管柱座封; F、工作壓差： 50MPa ; G、座封載荷： 100-140KN H、工作溫度： 120 0C; I、解封方式： 上提管柱解封； J、上下連接扣型： 2-7/8 UP TBG,常見封隔器,Y342-115堵水封隔器 1.用途： 用于油井找堵水作業(yè)、分（選）酸化作業(yè)。 2.技術(shù)規(guī)范： A、總 長： 1597mm B、最大剛體外徑： 115mm； C、最小通徑： 50mm； D、使用套管內(nèi)徑： 118-126mm; E、座封方式： 液壓座封; F、座封壓力： 15-18MP

8、a G、工作壓差： 30MPa H、工作溫度： 120 0C; I、解封方式： 管柱上提解封； J、上下連接扣型： 2-7/8 UP TBG,常見封隔器,Y455-115橋塞 1.用途： 用于油井找堵水作業(yè)；封堵底層。 2.技術(shù)規(guī)范： A、總 長： 1287mm； B、最大剛體外徑：115mm； C、使用套管內(nèi)徑：118-126mm; D、座封方式：液壓座封（座封工具:y455-115座封工具） E、座封壓力： 30MPa F、工作壓差： 上壓差：50MPa, 下壓差：35MPa G、工作溫度： 120 0C; H、解封方式:下打撈工具解封（Y455-115打撈工具）。,常見封隔器,The “

9、ICR” (Inflatable Cement Retainer) is used for single-interval squeeze, batchor block squeeze cementing in open hole or casing. The ICR is set and manipulated by the Setting Mandrel The cementing procedure includes inflating the retainer, shearing the bottom shear plug (tubing pressure on ball or wir

10、eline sinker bar) spotting the cement, squeezing the cement and releasing the setting mandrel to leave the inflatable retainer as a permanent plug. Plug) is a simplified version of the Single Set PIP (Product No. 300-01). The “PIBP” is set by applying pressure down the runin string to inflate the el

11、ement. Once the “PIBP” is inflated, simple right-hand rotation will disengage the run-in string from the bridge plug.,常見封隔器,FEATURES/BENEFITS Sets in open hole or casing Tool length = 80 and seal length = 42 Collet type sliding sleeve back pressure valve insures positive shut off from either directi

12、on Collet sleeve is closed during spotting operation Inflation fluid pressure maintained by two spring-loaded double-seal check valves Releasing mechanism contains a thrust bearing for unrestrained righthand rotation Special thread release sub allows work-string to be disconnected without the use of

13、 a “J” Disconnect Coupling Refer to page 13 for specification guide. ORDERING EXAMPLE PRODUCT NO. 300-73 Size 4-1/4 x 66 Element Length, Single Anchor Up.,常見封隔器,常見封隔器,FEATURES/BENEFITS New design package available for coiled tubing completions. Standard multiple port configuration allows completion

14、design flexibility. Hydraulic setting feature for reliable installation. Packer can be spaced out in neutral, compression or tension. Twin elements protect slip system from well debris. Two release methods: straight pull or hydraulic. ACCESSORIES FOR PRODUCTION APPLICATIONS:,常見封隔器,TO SET THE PACKER:

15、 After running to setting depth the Twin Seal Packer is set by pressuring the Long string to establish and maintain a 3,000 psi (20,67 MPa) differential pressure at the packer for two minutes. This is usually accomplished in one of three ways: (1) Dropping a ball to seat in a Baker Hydro-Trip Pressu

16、re Sub or Shear-out Ball seat Sub located below the packer. (2) Use of a Baker Differential Displacing Valve provided operations will not require pressuring the tubing before the displacing valve is to be opened. (3) Landing a BFC Blanking Plug in a BFC Seating Nipple or Sliding Sleeve below the pac

17、ker. Inmost cases, the plug can be run, the packer set, and the plug retrieved all in one trip.,常見封隔器,TO RELEASE THE PACKER: The Standard Twin Seal Packer is retrieved with straight pull on the long string. The modified version for coiled tubing applications features hydraulic releasing to minimize

18、tensile requirements. Anydifferential pressure acting across packer should be equalized or compensated for prior to releasing packer.,常見封隔器,FEATURES/BENEFITS l By-Pass Port - In all sizes, the by-pass area is the largest available (7” - 3/4” by-pass area; 5-l/2 - l/2” by-pass area). This enables use

19、 of the larger ported pilot valves necessary for an efficient chamber lift installation. l Simple and Easy to set-The packer is set by setdown weight only. No hydraulic pressure or rotation is required. l Simple, Positive Release-The packer is released by a straight pick up of the tubing string. l F

20、ull Bore - The bore through the packer is the same as tubing drift diameter or larger. l Flexible Hook-up - The hook-up provides the flexibility and inherent advantages of a retrievable packer.,常見封隔器,TO SET THE PACKER: 1. Run and set a Baker Retainer Production Packer. 2. Make up a production tube a

21、nd a locator seal assembly onto the bottom of the tubing string. 3. Make up the Model “C” By-Pass Compression Packer and By-pass Side Pocket Mandrel at the desired location in the tubing string, and run the tubing string into the well until the locator sub of the locator seal assembly lands on the P

22、roduction Packer. 4. Apply the required set-down weight to pack-off the packing elements.,常見井下工具,（一）KPX-100偏心注水工作筒 1.用途： 用于水井注水作業(yè)；投放水嘴。 2.技術(shù)規(guī)范： A、總 長：1832mm； B、剛體通徑： 49mm C、最大剛體外徑;115mm； D、工作壓力： 30MPa E、工作溫度:120 0C; F、上下連接扣型：2-7/8 UP TBG G、適用套管范圍： 121mm,常見井下工具,（二）KSS-115管柱伸縮器 1.用途：用于水井分層注水作業(yè)；來補(bǔ)償管柱軸向

23、變形量。 2.技術(shù)規(guī)范： A、總 長：1260mm； B、最大剛體外徑：115mm； C、通 徑： 50mm; D、解封壓力： 18-20MPa E、工作壓力： 30MPa F、工作溫度： 120C;,常見井下工具,(三)KSL-90水力循環(huán)凡爾 1.用途： 用于水井分層注水作業(yè)；使封隔器座封， 并能溝通油套環(huán)空，進(jìn)行反洗井作業(yè)。 2.技術(shù)規(guī)范： A、總 長： 600mm； B、最大剛體外徑：90mm； C、打開壓力： 15-20MPa D、工作溫度： 120C; E上連接扣型： 2-7/8 TBG,常見井下工具,（四） KDS-108A丟手接頭 1.用途： 用于油井找堵水作業(yè)、負(fù)壓射孔、選層

24、酸化等作業(yè)。 2.技術(shù)規(guī)范： A、總 長： 580mm； B、最大剛體外徑：108mm； C、丟手方式： 投球丟手 D、丟手壓力： 15MPa E、工作溫度： 120 0C; F、上下連接扣型： 2-7/8 UP TBG,常見井下工具,（五） KSL-100水力開關(guān)滑套 1.用途：用于油田找堵水作業(yè)、分（選）層酸化等作業(yè)，打開或關(guān)閉目的層。 2.技術(shù)規(guī)范： A、總 長： 815mm； B、最大剛體外徑：100mm； C、最小內(nèi)徑：投球前：30mm；投球后：50mm D、鋼球直徑： 38mm E、打開壓力： 15-30MPa F、關(guān)閉壓力： 10-20MPa G、工作溫度： 120 0C; H、

25、上下連接扣型： 2-7/8 UP TBG,常見井下工具,（六）KHT-115滑套 用途： 用于油井找堵水作業(yè)、分（選）層酸化等作業(yè)；打開目的層。 2.技術(shù)規(guī)范： A、總長： 482mm； B、最大剛體外徑： 115mm； C、通 徑： 62mm； D、打開壓力： 根據(jù)作業(yè)時(shí)實(shí)際情況確定； E、工作溫度： 120 0C F、上下連接扣型： 2-7/8 UP TBG,常見井下工具,KZS-115找水開關(guān) 1、用途：用于油井找堵水作業(yè)。 2、技術(shù)規(guī)范： 總 長： 1125mm； 最大剛體外徑： 115mm； 適用套管內(nèi)徑： 118mm； 最小通徑： 36mm； 開關(guān)壓力： 17-20MPa 工作溫度

26、： 120 0C 上下連接扣型： 2-7/8 UP TBG,分注管柱,常用注水管柱 作業(yè)過程： a)下注水管柱 b) 反洗井 c) 座封封隔器 （分別打壓5、10、15、20、25MPa，穩(wěn)壓30min） d) 驗(yàn)封封隔器 （穩(wěn)壓30min, 如果井口套管閘門沒有溢流，則封隔器已完全坐封） e)替入套管保護(hù)液 f)完井 管柱特點(diǎn)：常用分注管柱結(jié)構(gòu)簡單，配套工具較少，因而管柱成本較低；但管柱受力不平衡，存在上頂力；壓力、溫度等因素的變化引起的油管蠕動(dòng)，會(huì)造成封隔器的解封或降低封隔器的使用壽命,分注管柱,可反洗井懸掛式平衡分注管柱 作業(yè)過程： a)下注水管柱 b) 反洗井 c) 座封封隔器 （分別

27、打壓5、10、15、20、25MPa，穩(wěn)壓30min） d) 驗(yàn)封封隔器 （穩(wěn)壓30min, 如果井口套管閘門沒有溢流，則封隔器已完全坐封） e)替入套管保護(hù)液 f)完井 管柱特點(diǎn) 1、井下管柱無卡瓦錨定支撐； 2、封隔器之間的受力平衡； 3、可進(jìn)行反洗井作業(yè)； 4、井下工具采用鎳磷化學(xué)沉積防腐處理； 5、使用管柱伸縮器后，克服了油管蠕動(dòng)可能造成封隔器的解封；,分采管柱,作業(yè)過程 a)下入管柱 b)坐封封隔器（封隔器可以是Y441或Y411) c)驗(yàn)封封隔器 d)下抽油泵,機(jī)械堵水管柱,封上找(采)下不丟手管柱 作業(yè)過程 a)下入找堵水管柱 b)坐封封隔器（封隔器可以是Y441或Y411) c

28、)井口打壓打開KHT滑套 d)驗(yàn)封封隔器 e)下抽油泵 管柱特點(diǎn) 這種管柱可用于采下層油或驗(yàn)證下層水。如果肯定下層為油層，上層為水層，則下該管柱采下層油；如果初步判斷下層是水層，則下該管柱，驗(yàn)證下水層。該管柱結(jié)構(gòu)簡單，并可以驗(yàn)封封隔器。,機(jī)械堵水管柱,兩級(jí)雙卡瓦可驗(yàn)封堵水管柱 作業(yè)過程： a)下封堵水管柱 b) 座封下封隔器 c) 驗(yàn)封下封隔器 d) 座封上封隔器 e) 驗(yàn)封上封隔器 f)關(guān)閉中間滑套 g)丟手 h)下生產(chǎn)管柱 1、 特點(diǎn)： a) 封隔器可逐級(jí)驗(yàn)封； b) 全部配套工具本油田目前已有； c) 耐壓差25MPa； 2. 缺點(diǎn)： a) 中間管柱有較大的壓應(yīng)力； b)如水層判斷不準(zhǔn)，

29、無法調(diào)整封水層位； c) 下部油層無法測剖面。,機(jī)械堵水管柱,永久式可驗(yàn)封高壓機(jī)械堵水管柱 作業(yè)過程： a) 座封永久式封隔器 b) 下上部封隔器管柱，密封插管插入永久式封隔器中； c）驗(yàn)封下封隔器 d) 座封上封隔器 e) 驗(yàn)封上封隔器 f) 關(guān)閉滑套 g) 丟手作業(yè) h) 下生產(chǎn)管柱完井 特點(diǎn)： a) 封隔器可逐級(jí)驗(yàn)封； b)下封隔器承壓大于50MPa,有效期大于3年; c)密封可靠性高； d)上封隔器可選帶卡瓦封隔器（Y441）或無卡瓦封隔器（Y342）； e) 堵水管柱有47mm通徑，下部油層可進(jìn)行生產(chǎn)測試； f) 可封堵壓差大于30MPa水層； g) 如水層斷不準(zhǔn)，可任意調(diào)整三個(gè)封水

30、層位； 2.缺點(diǎn)： a) 工具成本費(fèi)用較高； b) 作業(yè)時(shí)間較一般堵水作業(yè)長一天。,國外典型機(jī)械找堵水管柱,機(jī)械找堵水一趟管柱,酸化/壓裂管柱,酸化上、下層/壓裂管柱 管柱特點(diǎn) 這種管柱結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，適用于同時(shí)酸化滲透率都比較低的油、水層，上部封隔器無法驗(yàn)封，酸化井口壓力不得高于35MPa。,酸化/壓裂管柱,多級(jí)分層酸化壓裂管柱 管柱特點(diǎn) 這種管柱可以承受35MPa的酸化井口壓力，可實(shí)現(xiàn)多層分層酸化作業(yè)，而且可以對(duì)每個(gè)封隔器進(jìn)行驗(yàn)封；但是由于用的封隔器多，必須考慮解封是否可靠，為此，我們用座封力與解封力無關(guān)的Y411封隔器代替Y441封隔器。,水平井分段作業(yè)工藝管柱要求,1、全套管柱在水

31、平井中起下應(yīng)順利通暢，無卡阻，即管柱進(jìn)入水平段后下放管柱懸重應(yīng)略大于管柱重力作用下的最大摩擦力； 2、由于在水平段工作的封隔器其封隔件的運(yùn)動(dòng)方向與管柱重力方向平行，因而封隔器坐封后封隔件必須具有足夠的剛度； 3、由于水平井曲率半徑的影響，下入工具在外徑已定時(shí)其長度就要受到限制，能通過彎曲段的工具最大長度如下： Lmax=2（D2-d2+2R（D-d）1/2 4、由于水平井中井斜角大于60的彎曲段在洗井過程中存在巖屑不穩(wěn)定性的影響，井內(nèi)和油管內(nèi)機(jī)械雜質(zhì)不易沖洗干凈，因此，液壓工具必須具有隔離保護(hù)功能，才能有效地保證其工作可靠性； 5、分段作業(yè)封隔器在最大限度減小外徑尺寸條件下，工作時(shí)應(yīng)具有良好的密封性能； 6、管柱中各工具均應(yīng)盡量采用液壓操作和控制。,水平井工藝管柱,1、水平井井下作業(yè)管柱分類 水平井井下作業(yè)管柱包括兩大類：一類是傳送管柱，另一類是操作管柱。傳送管柱是將井下操作管柱下入水平段的手段。此外傳送管柱還具有傳遞液壓以及往復(fù)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)行的作用。目前，水平井的傳送手段有鉆桿傳送、油管傳送、連續(xù)油管傳送以及泵送挺桿等。在直井中采用電纜或綱絲繩，靠測井儀或作業(yè)工具本身的重量下入井內(nèi)。隨著大斜度井及水平井的出現(xiàn)，繩索靠重力已無法將儀器送