油井封隔器 井下用封隔器

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封隔器结构与原理
1.结构组成
封隔器是一种敞口、带有钩装壁体的封隔器。主要由J形槽换位机构、机械卡瓦、胶筒和水力锚组成。封隔器可进行以下作业：(1)中途测试（DST）、(2) 完井酸化压裂；(3) 挤水泥作业；(4) 钻井或完井过程中，台风撤离（临时弃井等）的井眼封隔；(5) BOP试压与套管试压。
坐封解封部分由上接头、中XIN管、坐封卡瓦、坐封卡瓦坐、销钉和下接头组成。换向扶正部分由扶正体、摩擦扶正块套筒、摩擦扶正块、J型轨道、弹簧压片和限位环组成。密封部分由上胶筒坐、胶筒、隔环和下胶筒坐组成。锚定部分由锚体、压板、液力卡瓦、沉头螺钉和弹簧组成。在水力锚机构中采用了坚实的卡瓦，它能够承受很大的力，这可以防止封隔器被泵出井口。
2. 工作原理
封隔器下井时，摩擦垫块始终与套管内壁紧贴，凸耳在换位槽的下端，胶筒处于自由状态。当封隔器下到预定井深时，先上提管柱，使凸耳到短槽的上部位置，右旋管柱1~3圈(正常情况)，在保持扭矩的同时，下放管柱加压缩负荷。由于右旋管柱使凸耳从短槽到长槽内，加压时下心轴向下移动，卡瓦锥体下行把卡瓦张开，卡瓦上的合金块的棱角嵌入套管壁，尔后胶筒受压而膨胀，直到两个胶筒都紧贴在套管壁上，形成密封。
当负压差较大时，封隔器胶筒以下压力大于封隔器以上静液柱压力时，下部压力将通过容积管传到水力锚，使水力锚卡瓦片张开，卡瓦上的合金卡瓦牙朝上，从而使封隔器牢固地坐封在套管内壁上，阻止管柱上窜。如果起出封隔器，只需施加拉伸负荷，水力锚卡瓦自动收回，再继续上提，胶筒泄掉压力而恢复原来的自由状态，此时凸耳从长槽沿斜面自动回到短槽内，锥体上行，卡瓦随之收回，便可将封隔器起出井筒。
(1)坐封  当坐封时封隔器随油管下至预定设计位置，坐封时，上提钻杆至一定高度(坐封行程+管柱压重的上提高度+胶筒压缩距)，右转油管若干圈，然后缓慢下放管柱，机械卡瓦沿导向槽向外伸张，咬紧套管内壁，同时，挤压和压缩胶筒，完成管柱的坐封。是防止工作管柱向上移动。在封隔器下部井眼产生高压向上推举管柱的情况下，液压水力锚张开，卡住套管内壁，从而保持密封胶筒膨胀，防止封隔器受地层压力作用而解封。液压水力锚的牙齿与卡瓦片的牙轮方向是相反的。
(2)解封　施工结束停泵后，液力锚定卡瓦在弹簧回收力的作用下收回壳体内;解封时，先打开循环洗井阀，使油套平衡，然后上提管柱，轨迹中XIN管上行，迫使机械坐封卡瓦沿导向槽下移收回合拢，继续上提，解封整个管柱。
4.技术特点
(1)结构紧凑，集锚定、扶正、坐封、密封多功能于一体，组配简单，使用方便。
(2)锚定机构的液力卡瓦面上设计有若干个高强度的片状“牙齿”，大大增加了锚定的强度和稳定性，保证了施工的顺利进行。
(3)胶筒采用丙烯-聚四氟乙烯材料，耐高温、高压，密封性能可靠，胶筒和端部保护环硫化加工成一体，防止胶筒肩突，提高了胶筒的耐压性能。
(4)坐封机构设计精巧，卡瓦动作灵活自如，工具坐封容易，成功率高，同时合理减小了解封载荷，使施工AN全可靠。

封隔器操作要求与注意事项
（一）搬运过程中，轻搬轻放；
（二）卡封管柱下井**定要丈量准确，确保封隔器下到设计位置，避开接箍，现场配备1.5m或2m油管调整短接，满足调整管柱和坐封需要；
（三）卡封管柱一定要逐根用标准内径规通径，丝扣清洁，涂密封脂，上紧丝扣；
（四）封隔器开装后要仔细观察是否松扣、脱节，检查胶筒是否有裂纹，如有立即更换成新的胶筒；
（五）水力锚总成与封隔器连接要紧固，连接后检查换位机构是否换位灵活。
四、下放工具要求
（一）当封隔器随一根油管被吊起时，要求换位凸耳在换位槽的上卡点位置；
（二）当下放一根油管时，需用大钩的重量配合下放，但禁止砸落；
（三）在下井过程中要防止管柱猛提猛放，下钻速度不得**过40根/小时，防止工具中途坐封导致工具损坏、胶筒失效；
（四）出现中途坐封后，不能继续下放管柱加压，应上提管柱3-4米，确保工具解封后再下钻作业；如遇到上提后不能下放的现象，应用泵灌反冲洗10分钟再下放管柱。

造成封隔器失效的原因及判断
造成封隔器失效的主要原因是：封隔器胶皮筒变形或破裂，使胶皮筒无法密封：配水器弹簧失灵及管柱底部阀不严，使油管内外压差达不到封隔器胶皮所需要的压力差。封隔器失效后就达不到分层注水的目的，因此，要随时注意观察封隔器是否密封。
封隔器失效的主要表现为：油套压平衡：注水压力不变（或下降），而注入量上升（因封隔器失效造成上下层串通，使吸水能力高的控制层段注水量增加）。
①YI级封隔器失效的判断：
YI级封隔器的密封性可通过注水过程中油、套压及注水量的变化来判断。有下述情况者封隔器不密封。
正注井：油、套压平衡：或注水量突然增加，油压相应下降，套压上升。
合注井：油、套压平衡：改正注后，套压随油压变化而变化。
②YI级以下各级封隔器密封性的判断：
多级封隔器YI级以下若有YI级不密封，则油压下降（或稳定），套压不变，注水量上升。若要具体判断是哪YI级不密封，则要通过分层测试来验证。

在漏失井中套管外封隔器的应用
漏失井可分为三类：裂缝、溶洞性漏失井及渗RU性漏失井。不同的漏失在钻井及固井施工过程中应采取不同的施工措施。应依据漏失情况，进行注水泥前对漏层的处理，处理后进行平衡压力固井设计。对于易漏失层和坍塌层段，常规注水泥防漏措施包括加大较低MI度的前置液、控制水泥封固段长度、采用低MI度水泥浆体系。也可以用套管外封隔器对以上层段采用分层封堵，解决以上井段油、气、水上窜和压漏地层，造成返高不够等问题。
在一些地层中，因油气层对于水泥浆比较MIN感，采用注水泥浆来封固套管的传统固井方式已经不能满足生产要求，我们可以采用管外封隔器方法完井，这样能够**油气井的正常开采，合理解决了水泥浆污染地层的难题。
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