文档介绍：井下工具
介绍海上油(气)田油井测试作业中经常接触的井下工具,包括完井生产管柱井下工具和钢丝作业常用井下工具两部分.
第一部分生产管柱中的井下工具
海上油(气)田完井生产管柱中常用井下工具种类包括:封隔器(Packer)、井下安全阀(SSSV)、滑套(Sliding Sleev)、工作筒(Nipple)、偏心工作筒(Side Pocket Mandrel)、伸缩短节(Extension Joint)、座落接头(Seating Nipple)、流动短节(Flow Coupling)、加厚管(Blast joint)、测试阀、泄油阀、Y工作筒、Y堵塞器、射流泵、毛细管压力监测装置等.
封隔器
封隔器是生产管柱中最主要的井下工具之一,其主要功能如下:
1)分隔生产层段,防止层间流体和压力的串通、干扰;
2)分隔压井液和生产液;
3)满足采油(气)生产和修井作业的各种要求;
4)保留住套管环空中的封隔液,起到保护套管和安全生产的作用。
用于海上油(气)田完井的封隔器可分为可回收式和永久式两大类型,而按坐封方式,可分为液压坐封、机械坐封和电缆坐封。
一、可回收式封隔器
单管封隔器,按其坐封方式,可分为液压坐封式和机械坐封式两类。
(1)带水力锚结构的单卡瓦液压坐封式单管封隔器。
l)结构及坐封原理
以“FH”型液压坐封单管封隔器为例说明这类封隔器在下井、坐封和释放解封三种状态。
在封隔器以下的球座上投入密封钢球或在工作筒内坐人堵塞器,从油管内加压,当油管压力与环空压力达到一定差值(剪切销钉材料、数量不同,则坐封压力不同。各产品都有坐封压力规定,也可按用户要求设计)时,剪断坐封销钉,活塞向下(有些产品向上)移,拉(或推)锥形体、密封件、内卡瓦等部件,使卡瓦张开咬住套管壁、密封件受压缩径向膨胀,密封环形空间,内卡瓦与心轴棘齿锁住,使活塞在油管压力释放时不能复位,保持坐封状态。图b水力锚1的内腔有一液压孔与密封胶筒下部的环行空间连通,当环空压力升高时,水力锚向外扩张,咬住套管壁,防止封隔器上移解封。
2)解封。
大部分产品是上提油管串,达到一定拉力后剪断销钉(或剪切环),即可释放解封;也有部分产品采用上提加旋转解封的方式。图c为上提解封的方式。
3)适用条件。
此类封隔器适用范围广,可应用于各种油、气生产井和注水井,特别是大斜度井的多层完井和双管完井。
“FH”型液压封隔器
(2)双卡瓦液压坐封单管封隔器
HALLIBURTON“PHL”(Hydraulicset Perma一1ach Packer)型双卡瓦液压坐封单管封隔器的结构图。油管内加压坐封,上提油管解封。
该封隔器的特点是采用上卡瓦来代替传统式的水力锚,因而具有结构简单、外径小、耐大压差而又价格较低等特点;另外还可以根据需要,在同一管串中多个封隔器调整不同的坐封压力等级实现分别坐封、验封,满足单管分层分采等需要。
“PHL”型双卡瓦液压坐封封隔器
(3)机械坐封式单管封隔器
1)结构及坐封原理
HALLIBURTON“CHRMPK-Ⅲ”型封隔器,上提管柱一定高度后右旋转一定圈数(与下入的深度有关)使J型销转到长槽位置,在保持扭矩情况下,下放管柱加压以胀开卡瓦咬住套管壁,与此同时密封胶筒受压缩径向膨胀密封环形空间。
2)解封
此类封隔器大部分是直接上提油管串释放卡瓦和胶筒而解封。为了减少解封力和起下封隔器时的阻力,一般都设计有油套连通压力平衡通道,此通道在坐封状态时不连通。
3)适用条件
此类封隔器的优点是容易坐封和解封,使用后保养、维修再利用简易,价格较低,短期、临时性完井施工作业,例如砾石充填前的TCP射孔、延长测试、试油作业等尤其有用。
“CHRMPK-Ⅲ”型机械
A-5型液压坐封双油管封隔器
A-5型双油管封隔器的结构,坐封及解封的方法及作用原理与单管液压坐封式封隔器类似。大部分产品都是从短管加压坐封,也有部分产品由长管加压坐封或设计为选择性坐封。
双管封隔器与上部短管串的连接方式主要有以下三种方式:
①油管螺纹连接。
短管顶部是油管接箍,下井时在井口直接连接油管,然后双管并排下入。
②密封杆直接插入,上提拔出,为S型密封插头。
③带螺纹卡簧形密封杆(“K”型锚)重力插入,右旋转一定圈数(BAKER产品为15圈)拔出。
与下部短管串连接是直接旋转封隔器的短管,实现螺纹接。
此类封隔器的结构形式,坐封、解封方法和工作原理都与液压坐封双油管封隔器相似,作为双油管封隔器在海上油田电潜泵完井作业中的特殊应用。长管连接生产管串,短管连接电缆密封装置和环空放气阀并穿越电缆,有些产品