1、封隔器分类及型号编制方法
钢体最大外径，mm
解封方式代号
坐封方式代号
支撑方式代号
分类代号
①封隔器分类代号
②封隔器支撑方式代号
③封隔器座封方式代号
④封隔器解封方式代号
封隔器钢体最大外径直接用其外径数值，以阿拉伯数字表示，单位为mm。
⑤举例：K344－114型系列封隔器表示无支撑、液压座封、液压解封、钢体最大外径114 mm的水力扩张式封隔器。
封隔器 1、概述： 封隔器是在套管里封隔油层的重要工具。它的主要元件是胶皮筒，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，把上下油层分开，达到某种施工目的，这就是封隔器的主要作用。 2、分类： 封器的型式很多，按其工作原理分为八种类型，即支撑式、卡瓦式、皮碗式、水力扩张式(水力压差式)、水力自封式、水力密闭式、水力压缩式、水力机械式。 按封隔元件的工作原理分为四种，即自封式、压缩式、楔入式、扩张式。 3、编号： 旧编号是用油田代号、型式代号、公称尺寸、结构代号、设计次数。 部定型油田代号型式代号适用套管公称直径结构设计 产品代号代号代号大庆DQ 支撑式 1 41/2套管43/4裸眼 4 胜利SL 卡瓦式 2 5、51/2、53/4套管51/4裸眼 5 四川SC 皮碗式 3 65/8套管 6 大港DG 水力扩张式 4 7、75/8套管73/4、71/2裸眼7 华北HB 水力自封式 5 85/8套管81/2裸眼8 D 江汉JH 水力密闭式 6 93/4裸眼9 玉门YM 水力压缩式7 113/4裸眼11 新疆XJ 水力机械式8 121/4裸眼12 青海QH 长庆ZQ 辽河LH 江苏IS 河南HN 吉林JL 海洋HY 如上述方法表达不清时可适当加用文字，例如HB671型裸眼封隔器;石油部定型产品可在油田代号前加D，如DSL151型封隔器，表示部定型的胜利油田研制的支撑式封隔器，适用127套管。 1.
新编号是按封隔元件分类代号、支撑代号、座封代号、解封代号、及封隔器钢体最大外径五个参数依次排列进行编号的。 分类代号支撑方式代号座封方式代号解封方式代号钢体最大外径 自封式Z 尾管 1 提放管柱 1 提放管柱 1 mm 压缩式Y 单向卡瓦 2 旋转管柱 2 旋转管柱 2 楔入式X 无支撑 3 自封 3 钻铣 3 扩张式K 双向卡瓦 4 液压 4 液压 4 锚瓦 5 下工具 5 下工具 5 应用本标准时，可将油田名称加到封隔器型号的前面，特殊用途加到封隔器型号的后面。如Y211-114型封隔器，表示该封隔器封隔元件的工作原理为压缩式、单向卡瓦支撑、提放管柱座封、提放管柱解封、钢体最好大外径114毫米。如华北K341-140型裸眼封隔器，表示为华北油田封隔器，封隔元件的工作原理为扩张式、无支撑、液压座封、提放管柱解封、钢体最大外径为140毫米，适用于裸眼井。 Y211-148封隔器 1、概述:从型号看这种封隔器是一种压缩式、单向卡瓦支撑、下放管柱座封、上提管柱解封的封隔器。具有起下顺利，中途不误座、座封、解封操作简单、密封可靠、耐压高、通径大、摩擦阻力小等优点。 单独使用该封隔器可用于式油、找水、验串等。与支撑式封隔器组合使用，可用于分层采油或卡堵水层。如用于压裂、酸化，则需另接水力锚和反循环阀。 2、主要技术指标 工作压差 15Mpa 钢体最大外径148mm 工作温度120℃摩擦块自由外径 170mm 通径 62mm 适用套管内径 157-162mm 全长 1442mm 座封载荷 120-140Kg 自重 80Kg 连接扣型 27/8UPTBG 2.
封隔器编码解释 分类代号： 固定方式代号 坐封方式代号 解封方式代号 性能代号 设计单位代号 设计单位代号采用代表设计单位的头两个汉语拼音字母，设计单位为采油厂采用大写字母C 开头，阿拉伯数字代表采油厂。 工作温度及压力 温度单位为℃，压力单位为MPa
应用举例 Y341-114-X-C4-90/15型封隔器，表示该封隔器为压缩式，悬挂固定，液压坐封，提放管柱解封，注水井用可洗井封隔器，设计单位为采油四厂，工作温度为90℃，工作压力为15MPa。 Y341-114-D-CY-90/15型封隔器，表示该封隔器为压缩式，悬挂固定，液压坐封，提放管柱解封，油井用堵水封隔器，设计单位为采油工艺研究所，工作温度为90℃，工作压力为15MPa。
工艺室方案一：井下封隔器 一、比赛内容 对目前常用几种封隔器代码表示的意义及工具特点进行描述，考察职工对井下封隔器情况的熟悉程度。 二、比赛规则 1、每名参赛人员随机抽取一张，并根据内容对每道题进行分析。 2、由评委对照答案进行评分。 三、比赛时间及地点 工程技术大队后四楼会议室，时间待定。
请说出以下封隔器代码表示的意义及工具特点 一、Y344-114-D-CY-90/15封隔器 答案： 代码：压缩式悬挂固定液压坐封液压解封外径114堵水封隔器，采研生产，油管正打压15Mpa释放，油管正打压18-20Mpa解封，工作温度90℃，工作压力为15Mpa。主要用于机械堵水。 封隔器特点：无支撑，利用液压坐封和解封的液压式封隔器。
二、K344-110-CY-90/15 (475-8)封隔器 答案： 代码：扩张式悬挂固定液压坐封液压解封外径110封隔器，采研生产，工作温度90℃，工作压力为15Mpa。油管正打压0.5-1.5Mpa释放，油管卸压解封。主要用于分层注水，分层压裂、酸化，验窜等工艺。 封隔器特点：扩张式封隔器必须与节流器配套使用，其优点是结构简单，不能单独坐封封隔器；缺点是必须在油管内外造成一定压差才能正常工作。
上海大华石化设备有限公司 基本用途及工作参数 封 隔 器 总 成 2009-05-20 发布 2009-05-20实施上海大华石化设备有限公司发布 批准：
一、用途 主要用于气井和油井的注水、堵水、酸化、压裂等工艺 施工。 二、基本结构 该封隔器主要由上接头、中心管、胶筒、活塞、液缸、 剪钉、剪钉座、下接头等组成。 三、工作原理 当流体从油管流入封隔器传压孔后，剪断剪钉，推动多 级活塞上行压缩胶筒，当油压高于套压10～15MPa时，封隔 器坐封，分隔措施层与保护层，当压力卸去后，胶筒在其自 身弹力及解封弹簧弹力作用下推动活塞下行即可收回解封。 四、主要技术参数 序号型号规格工作压力坐封压力最大外径适用通径总长工作温度适用套管 1 Y344-110 70MPa 2.5-5MPa ?110mm ?55mm 1845mm 120-150℃121-124mm 2 Y344-114 70MPa 2.5-5MPa ?114mm ?55mm 1845mm 120-150℃121-124mm 3 Y344-116 70MPa 2.5-5MPa ?116mm ?55mm 1845mm 120-150℃121-124mm 4 Y344-148 70MPa 2.5-5MPa ?148mm ?62mm 2010mm 120-150℃158-162mm
一、用途 该工具单独使用或与Y221/211（251型）联用，进 行分层试油，分层采油，分层卡水等作业，该工具的主 要优点在于结构简单，工具长度短，坐封可靠，操作特 别方便。 二、基本结构 该封隔器主要由上接头、顶胶环、密封胶筒、中心 管、顶胶环、密封接头、支承滑套等部件组成。 三、工作原理 将该工具支撑在井底或Y221/211上，下放管柱，加 压，剪断销钉，压缩胶筒，密封油套环空。需解封时， 直接上提管柱即可。 四、主要技术参数 序号型号规格工作压力坐封压力最大外径适用通径总长工作温度适用套管 1 Y111-9 2 35MPa 2.5-5MPa ?92mm ?55mm 626mm 120-150℃100-113mm 2 Y111-110 35MPa 2.5-5MPa ?110mm ?62mm 626mm 120-150℃121-124mm 3 Y111-11 4 35MPa 2.5-5MPa ?114mm ?62mm 626mm 120-150℃121-124mm 4 Y111-148 35MPa 2.5-5MPa ?148mm ?62mm 750mm 120-150℃158-162mm
（Y221）封隔器 Y221封隔器是一种大通径、可封隔双向压力的悬挂式封隔器。设计用作地层测试、酸化、注水泥塞井作业，大通径使在只有较小的压降下泵过大量流体，并可通过过油管射孔枪。因此RTTS封隔器在一次下井中可完成各种功能作业。 宝鸡盟泰石油机械有限公司生产的RTTS封隔器外径有9_5/8＂、7_5/8＂、7＂、5_1/2＂、5＂，可适合不同规格的套管的需要。 一、结构特点: RTTS封隔器主要由J形槽换位机构、机械卡瓦、封隔胶筒和液压锚定机构组成。当井下地层压力大于液柱压力时,封隔器液压锚伸出卡在套管壁上，可防止封隔器下部压力过大时推动封隔器使工具推出井眼或失封。其次还配有摩擦块和自动J形槽套结构。解封前，先使封隔器上下压力平衡，然后上提直接解封。 二、规格及技术参数
三、工作原理 通常RTTS封隔器的工作程序如下: 1、下井之前将封隔器悬挂起来,将摩擦块套筒上下动作数次,检查机械卡瓦是否动作灵活。 2、当准备下井时，封隔器J形槽置于锁定位置,即凸耳位于J形槽的钩尖位置,卡瓦处于收缩状态。 3、下井过程中,若有遇阻，应立即上提管柱； 4、当工具到达测试位置准备操作时,先将工具下放到稍低于坐封位置,然后将工具提到坐封位置。 5、右旋管柱若干圈,保证在井下工具仅需转动1/4圈即可。 管柱保持右旋扭矩,下放管柱重量,直到封隔器机械卡瓦开始承受管柱重量为止。 继续下放管柱，直到封隔器上承受希望的坐封重量,工具处于工作状态。 6、测试结束,解封封隔器时,首先平衡封隔器上下的压力（若与常闭阀配合，则先投入相应的球，油管内打压，打开常闭阀，平衡封隔器上下压力），然后上提管柱解封。 四、保养与调试 ①每次作业后,都应将工具完全拆开、清洗.用肉眼检查所有的密封面和接头丝扣是否有损坏.已发现所有有损坏了的部件都应更换。 ②按图纸组装,堵死两端,试内压35MPa,保压3min,应无渗漏与
各型号封隔器使用说明书 一、DY245-150型封隔器 1、技术参数： 最大外径：150mm；座封压力：20MPa； 最大内径：36mm；解封力：40-60KN 丢手后通径：100mm；总长：1200mm； 工作压力：上压〈15MPa；下压〈10MPa 使用温度：350℃（高温） 2、结构： 封隔器采用水力座封，上提解封、丢手同时完成的结构。结构可分为座封、丢手、主体、解封四部分。座封部分主要是液动系统，可以产生足够的座封力。丢手部分由弹性爪、滑阀及支撑等部件组成，滑阀移动由销钉控制，剪断锁钉后滑阀将支撑件分开可保证准确的座封压力和足够的推动力，使丢手准确可靠。主体部分包括密封件、卡瓦、锥体及缩紧机构，密封件在350℃高温下长期使用密封可靠，卡瓦为单向卡瓦，锥体在上面解封容易，锁紧机构为双级锁紧，一级为单向锯齿牙块锁紧，由片状箍簧压紧，箍簧为耐高温材料制造，具有体积小、强度高、锁紧力大的特点；另一级为无级内卡瓦锁紧，可保证锥体只能单项移动，使封隔器能承受双向压差。解封部分由分瓣接头、解封打捞套组成，只有在下入专用工具才能解封，解封可以上提，也可以正转管柱来实现。 3、工作原理： 将管柱下到设计位置，投入钢球，用水泥车憋压，当压力达到一定值时，座封机构开始动作，推动密封件和锥体下移，紧锁机构锁紧，压力继续升高到23MPa，将滑阀销钉剪断，滑阀下移推出支撑部件，弹性爪失去支撑，同时管柱压力突然下降，上提管柱和封隔器丢手部分。 4、特点： 1) 可以承受上下压差； 2）能够承受较大的管柱负荷，遇阻时可承受较大的上提和下放吨位； 3）丢手简单可靠； 4）丢手后通径100mm，应用广范； 5）采用高温密封件在350℃及高温下长期工作。 5、用途： 1）用于管内防砂作悬挂器； 2）与其它封隔器一起使用可分层采油、分层注汽、调层，实现过泵工艺。 二、FXy445-114E可捞式压裂桥塞 1、技术参数： 最大刚体外径：114mm；座封压力：22+2MPa； 工作套管内径：121-124mm；解封力：70+10KN 丢手后通径：100mm；总长：1200mm； 工作压力：上压差70MPa；下压差35MPa 工作温度：<120℃联接扣型：上端2 7/8 TBG母扣 2、工作原理： 该工具把送封工具和封堵工具设计为一体。液压坐封，步进锁定，双向卡瓦，下具解封。 3、特点： 1）设有抗阻机构；
用途 P-T封隔器主要用于地层测试、酸化、压裂、分层挤注等工艺中。 工作原理 P-T封隔器主要由旁通、密封元件和卡瓦总成三部分组成。封隔器下井时，凸耳是在自动槽的短槽之中，摩擦块始终与套管内壁紧贴，胶筒处于自由状态，旁通道是打开的。当封隔器下至预定井深时，先上提管柱，使凸耳在短槽的下部位置，再右旋管柱1－3圈，在保持扭矩的同时，下放管柱加压缩负荷。由于管柱旋转，凸耳到长槽内，加压时座封芯轴向下移动，端面密封与密封唇吻合而关闭旁通，继续加压，锥体下行使卡瓦胀开，卡瓦上的合金块的棱角嵌入套管壁，使胶筒受力膨胀，密封油套管环形空间。解封时，只要上提管柱，即可起出封隔器。 主要技术参数 注意事项 1、在运输与搬运时，不允许碰撞避免雨淋和潮湿。 2、在贮存时应远离热源，不得接触酸、碱、盐等腐蚀性物质。 3、每次使用后，应拆卸各零部件清洗干净再重新装配，装配时更换胶筒，螺纹连接处都必须涂润滑脂。
用途 Y111型封隔器可用于分层试油、采油、卡堵水和酸化等工艺中，它不仅能单独使用，也可以与卡瓦封隔器配套使用。 工作原理 封隔器下到设计位置后，上提管柱一定高度，然后下放管柱，由于封隔器下部管柱受外力支撑，部分油管重量先关闭封隔器旁通然后压缩封隔器密封件，使密封件径向胀大，达到密封油套管环形空间的目的。上提管柱，封隔器旁通先打开，封隔器上下连通，压力平衡，封隔器胶筒恢复原状，即可起出。 主要技术参数 注意事项 1、在运输与搬运时，不允许碰撞避免雨淋和潮湿。 2、在贮存时应远离热源，不得接触酸、碱、盐等腐蚀性物质。 3、每次使用后，应拆卸各零部件清洗干净再重新装配，装配时更换胶筒、胶圈，螺纹连接处都必须涂润滑脂。 Y221型封隔器
RTTS封隔器 RTTS封隔器是一种大通径、可封隔双向压力的悬挂式封隔器。设计用作地层测试、酸化、注水泥塞井作业，大通径使在只有较小的压降下泵过大量流体，并可通过过油管射孔枪。因此RTTS封隔器在一次下井中可完成各种功能作业。 我公司常用的RTTS封隔器外径有9_5/8＂、7_5/8＂、7＂、5_1/2＂、5＂，可适合不同规格的套管的需要。 一、结构特点: RTTS封隔器主要由J形槽换位机构、机械卡瓦、封隔胶筒和液压锚定机构组成。当井下地层压力大于液柱压力时,封隔器液压锚伸出卡在套管壁上，可防止封隔器下部压力过大时推动封隔器使工具推出井眼或失封。其次还配有摩擦块和自动J形槽套结构。解封前，先使封隔器上下压力平衡，然后上提直接解封。
二、规格及技术参数 三、工作原理 通常RTTS封隔器的工作程序如下: 1、下井之前将封隔器悬挂起来,将摩擦块套筒上下动作数次,检查机械卡瓦是否动作灵活。 2、当准备下井时，封隔器J形槽置于锁定位置,即凸耳位于J形槽的钩尖位置,卡瓦处于收缩状态。 3、下井过程中,若有遇阻，应立即上提管柱； 4、当工具到达测试位置准备操作时,先将工具下放到稍低于坐封位置,然后将工具提到坐封位置。 5、右旋管柱若干圈,保证在井下工具仅需转动1/4圈即可。 管柱保持右旋扭矩,下放管柱重量,直到封隔器机械卡瓦开始承受管柱重量为止。 继续下放管柱，直到封隔器上承受希望的坐封重量,工具处于工作状态。
6、测试结束,解封封隔器时,首先平衡封隔器上下的压力（若与常闭阀配合，则先投入相应的球，油管内打压，打开常闭阀，平衡封隔器上下压力），然后上提管柱解封。 四、保养与调试 ①每次作业后,都应将工具完全拆开、清洗.用肉眼检查所有的密封面和接头丝扣是否有损坏.已发现所有有损坏了的部件都应更换。 ②按图纸组装,堵死两端,试内压35MPa,保压3min,应无渗漏与降压现象。 ③下井前将封隔器支起,用手将摩擦块套筒上下动作次数,检查机械卡瓦是否动作灵活。如不灵活需修理灵活为止。
目前压裂常用的井下工具有那些？ 各有什么作用？ 目前压裂常用的井下工具主要有：封隔器、导压喷砂器、水力锚、 直嘴子及其它辅助工具。 它们的作用是： 封隔器：用于分层压裂，将其下入射孔段底部1.5米左右。 对于上部套管需要保护的井，要下入保护上部套管的封隔器， 使封隔器上部套管在压裂时不承受高压。 导压喷砂器：是与封隔器配套使用一次完成多层分压的喷砂工具。 作用：控制施工排量、产生压差。改变压裂液流动方向。 水力锚：用于压裂施工时，固定管柱，防止管柱由于高压断脱在井内 造成事故。 固定管柱，防止油管受压后上顶、产生弯曲、变形。 帮助封隔器工作，保护封隔器胶筒不因油管位移产生破裂失封，致使压裂失败。 直嘴子：控制施工排量。 产生压差，利于封隔器工作。 井下处常用压裂井下工具 压裂施工井下工具分类 ?封隔器 ?控制类工具 第一部分：封隔器 1、K344型封隔器 1）作用：该封隔器适用于中深井的合层、任意一层或分层的压裂与酸化，可以组成一次分压多层的压裂管柱和一次分酸多层的酸化施工管柱。 2）结构 主要有上接头、胶筒座、胶筒、中心管、“O”型胶圈、滤网、下接头等。（如图1所示） 图1 K344型封隔器结构图 3）工作原理 封隔器下入井下设计深度后，从油管内加液压，高压液体经过滤网、下接头的孔眼和中心管的水槽作用在胶筒的内腔。由于此压力大于油、套管环形空间的压力而形成压力差。在此压差的作用下，胶筒胀大将油套管环形空间封隔住。解封时只需泄掉油管内的高压，使油管与油套管环形空间的压力平衡，胶筒靠本身的弹力收回便可解封。 4）K344-115型封隔器主要技术参数（见表1） 表1 K344-115主要技术参数表 最大外径，mm φ115 最小通径，mm φ55 长度，mm 926 坐封压力，MPa 0.5~1.5 工作压力，MPa 35 工作温度，℃90
4.1.1封隔器的分类及型号编制 ⑴封隔器的分类 封隔器封隔件实现密封的方式进行分类。 自封式：靠封隔件外径与套管径的过盈和工作压差实现密封的封隔器。 压缩式：靠轴向力压缩封隔件，使封隔件外径变大实现密封的封隔器。 扩式：靠径向力作用于封隔件腔，使封隔件外径扩大实现密封的封隔器。 组合式：由自封式、压缩式、扩式任意组合实现密封的封隔器。 ⑵封隔器型号编制 编制方法：按封隔器分类代号、固定方式代号、坐封方式代号、解封方式代号及封隔器钢体最大外径、工作温度/工作压差六个参数依次排列，进行型号编制，其形式如下： SHAPE \* MERGEFORMAT 图8 代号说明：分类代号：用分类名称第一个汉字的汉语拼音大写字母表示，组合式用各式的分类代号组合表示。见表2。
表2 分类代号 固定方式代号：用阿拉伯数字表示，见表3。 表3 固定方式代号 坐封方式代号：用阿拉伯数字表示，见表4。 表4 坐封方式代号 解封方式代号：用阿拉伯数字表示，见表5。 表5 解封方式代号 钢体最大外径：用阿拉伯数字表示，单位为毫米(mm)。 工作温度：用阿拉伯数字表示，单位为摄氏度(℃)。 工作压差：用阿拉伯数字表示，单位为兆。 4.2常用分层注水工具的结构、原理 4.2.1封隔器 随着现场井况的变化，封隔器也随之逐步改进，形成了多种多样的、满足各种条件的封隔器。但其最基本的原理都是相通的。下面介绍几种最基本的封隔器的结构和原理。 ⑴Y211封隔器 ①结构：见图9。
图9 Y211封隔器 1-上接头2-调节环3-“O”型圈4-边胶筒5-隔环6-中胶筒7-中心管8-楔形体帽9-档环 10-防松螺钉11- 楔形体12-防松螺钉13-限位螺钉14-卡瓦15-大卡瓦档环16-固定螺钉 17-连接环18-小卡瓦档块19-防松螺钉20-护罩21-弹簧22-锁环套23-档球套24-档球 25-顶套26-扶正体27-压环28-摩擦块29-压簧30-限钉压环31-滑环32-轨道销钉33- 防松螺钉34-下接头 ②工作原理：(运动轨迹是花键槽，短槽上死点A，长槽上死点C，B过渡点) 坐封：按所需坐封高度上提管柱后下放管柱，由件26～30组成的扶正器依靠弹簧29的弹 力造成摩擦块28与套管壁的摩擦力，扶正器则沿中心管7轨迹槽运动，轨道销钉32从原 来的短槽上死点A经过B到达长槽上死点C的坐封位置。由于顶套25的作用，挡球套23 被顶开解锁，从而使卡瓦14被锥体11撑开，并卡在套管壁上。同时，在管柱重量作用下， 件1、2和7一起下行压缩胶筒，使胶筒直径变大，封隔油套环形空间。 解封：上提管柱，上接头1、调节环2和中心管7一起上行，结果轨道销钉32又运动到下 死点B，锥体11退出卡瓦14。同时由于扶正器的摩擦力，产生一个向下的拉力，从而卡瓦 准确回收及锁球24复位，挡球套23在弹簧21的作用下，自动复位，锁紧装置恢复。与此 同时，胶筒收回解封。 ③技术规： 1、工具总长（mm）：2075 工具总长（mm）：1540 2、钢体最大外径（mm）：￠115 钢体最大外径（mm）：￠115 3、扶正块开最大外径（mm）：￠134-136 扶正块开最大外径（mm）：￠136 4、扶正块并紧最大外径（mm）：￠116 扶正块并紧最大外径（mm）：￠120 5、通径（mm）：￠48 通径（mm）：￠52 6、承受压差（MPa）：正向25，反向8 承受压差（MPa）：正向25，反向8 7、工具两端连接螺纹：2 7/8 TBG 工具两端连接螺纹：2 7/8 TBG 8、座封力（KN）：80-100 座封力（KN）：60-80 9、使用套管：139.7mm 使用套管：139.7mm
1.4.4 油田用封隔器的通用技术条件 1）名词及术语 （1）封隔件——直接起封隔井内工作管柱与井壁环形空间作用的封隔器部件。 （2）坐封——按给定的方法和载荷，使封隔件始终处于工作状态。 （3）解封——按给定的方法和载荷，解除隔件的工作状态。 （4）稳压——在不补充压力和不改变工作条件的情况下，将已建立起的流体压力，保持在规定的范围内。 （5）坐封载荷——封隔器坐封时，所需的外加载荷。 （6）解封载荷——封隔器解封时，所需的外加载荷。 （7）换向疲劳——封隔器坐封后，改变工作压差方向的次数。 2）封隔器的基本参数 （1）工作压力 工作压力数值应从以下给出的系列中选取。单位/MPa。 压力 0.7 1.0 1.5 2.0 2.5 3.5 5.0 7.0 10.0 （2）工作温度 工作温度数值应从以下给出的系列中选取。单位/℃ 温度 55 70 80 90 120 150 180 300 370 （3）刚体最大外径 刚体最大外径数值优先从以下给出的系列中选取。单位/mm 最大外径 90 95 100 105 115 120 135 140 144 148 152 165 185 （4）刚体内通径 刚体内通径数值优先从以下给出的系列中选取。单位/mm 刚体内通径 38 40 46 50 55 62 76 85 95 100 105
1 强度校核 1.1 内中心管壁厚的校核计算 内中心管材料选用20CrMo 钢，其许用应力为[σ]=600MPa ，设计壁厚t ＝5mm 。如图1.1所示，内中心管在力的作用下处于空间应力状态，有： ()() ()() ?? ? ? ???--+--=-----=2222202 20222222202 2022r a b a b P P a b P b P a r a b a b P P a b P b P a i i i i r θσσ 由于此内中心管只受到内压而无外压，这时在上述公式中，令P 0＝0，得到应力计算公式： ???? ??? ???? ??+-=???? ??---=1122 222222 2 2 r b a b a P r b a b a P i i r θσσ 上式表明，σr 恒为压应力，而σθ恒为拉应力，沿筒壁厚度，σr 和σθ的变化情况如图1.2所示： 在筒壁的侧面处，r ＝a ，两者同时达到极值，因为两者同为主应力，故可记为：σθ＝σ1，σr ＝σ3。根据最大剪应力理论，塑性条件和强度条件分别为： s σσσ=-31 []σσσ≤-31 式中σs 为材料的屈服极限，以σr 和σθ代替σ3和σ1，并令r ＝a ，则化为： s i a b b P σ=-2 22 02 []σ≤-2 22 02a b b P i 式中 0i P 是筒壁内侧面处开始出现塑形变形时的内压力。 此内中心管内径d ＝40mm ，外径D ＝50mm ，P i ＝19MPa ，即a ＝20mm ，b ＝25mm ，在中心管内壁上σθ及σr 同为最大值，于是计算出第三强度理论的相当 图1.1 内中心管空间应力状态 图1.2 应力分布图
封隔器设计计算
1.4.4 油田用封隔器的通用技术条件 1）名词及术语 （1）封隔件——直接起封隔井内工作管柱与井壁环形空间作用的封隔器部件。 （2）坐封——按给定的方法和载荷，使封隔件始终处于工作状态。 （3）解封——按给定的方法和载荷，解除隔件的工作状态。 （4）稳压——在不补充压力和不改变工作条件的情况下，将已建立起的流体压力，保持在规定的范围内。 （5）坐封载荷——封隔器坐封时，所需的外加载荷。 （6）解封载荷——封隔器解封时，所需的外加载荷。 （7）换向疲劳——封隔器坐封后，改变工作压差方向的次数。 2）封隔器的基本参数 （1）工作压力 工作压力数值应从以下给出的系列中选取。单位/MPa。 压力 0.7 1.0 1.5 2.0 2.5 3.5 5.0 7.0 10.0 （2）工作温度 工作温度数值应从以下给出的系列中选取。单位/℃ 温度 55 70 80 90 120 150 180 300 370 （3）刚体最大外径 刚体最大外径数值优先从以下给出的系列中选取。单位/mm 最大外径 90 95 100 105 115 120 135 140 144 148 152 165 185 （4）刚体内通径 刚体内通径数值优先从以下给出的系列中选取。单位/mm 刚体内通径 38 40 46 50 55 62 76 85 95 100 105
1 强度校核 1.1 内中心管壁厚的校核计算 内中心管材料选用20CrMo 钢，其许用应力为[σ]=600MPa ，设计壁厚t ＝5mm 。如图1.1所示，内中心管在力的作用下处于空间应力状态，有： ()() ()() ?? ? ? ???--+--=-----=2222202 20222222202 2022r a b a b P P a b P b P a r a b a b P P a b P b P a i i i i r θσσ 由于此内中心管只受到内压而无外压，这时在上述公式中，令P 0＝0，得到应力计算公式： ???? ??? ???? ??+-=???? ??---=1122 222222 2 2 r b a b a P r b a b a P i i r θσσ 上式表明，σr 恒为压应力，而σθ恒为拉应力，沿筒壁厚度，σr 和σθ的变化情况如图1.2所示： 在筒壁的侧面处，r ＝a ，两者同时达到极值，因为两者同为主应力，故可记为：σθ＝σ1，σr ＝σ3。根据最大剪应力理论，塑性条件和强度条件分别为： s σσσ=-31 []σσσ≤-31 式中σs 为材料的屈服极限，以σr 和σθ代替σ3和σ1，并令r ＝a ，则化为： s i a b b P σ=-2 22 02 []σ≤-2 22 02a b b P i 式中 0i P 是筒壁内侧面处开始出现塑形变形时的内压力。 此内中心管内径d ＝40mm ，外径D ＝50mm ，P i ＝19MPa ，即a ＝20mm ，b 图 1.1 内中心管 图 1.2 应
毕业设计开题报告 题目：《防中途坐封封隔器》 所在院系：机械工程学院石油机械 班级：机械0703 姓名：刘世裕 指导老师：徐爱荣 日期： 2011年3月15日
开题报告 一、选题的目的意义（理论、现实）和国内外研究概况 （一）目的意义：在疏松砂岩油藏的防砂施工中使用的悬挂丢手工具性能的优劣是防砂能否一次成功的关键。常规的封隔器防中途坐封能力不强，当悬挂较长防沙管或在大斜度井中下井过程中，管柱受力复杂，封隔器极易中途坐封而降低一次施工成功率，大大增加了作业费用。另外，常规封隔器不具备后处理安全装置，在进行打捞作业时，若悬挂的管柱被砂埋，使得封隔器极易被拔断，打捞难度大大增加。针对这些问题，在本次毕业设计中，进行了防中途坐封安全处理封隔器设计。 （二）国内外研究概况：封隔器是井下管柱的核心组成部分，在采油工艺中起着极重要的作用。 从早期的“种子袋”封隔器问世以来，封隔器的发展经历了一百多年的历史，其种类繁多。最早出现的封隔器不带有锚定机构，它的结构简单，用途单一，承压能力低，随着石油工业的发展，人们发现，它远不能满足生产的需要，这样就出现了带有锚定的封隔器。封隔器大致经历了由无锚定到单向锚定和双向锚定的发展过程。一般来讲，无锚定封隔器双向承压能力都比较低，单向锚定封隔器只有较高的单向承压能力，而双向锚定封隔器则具有了较高的双向承压能力。 随着石油工业的发展，封隔器也不断发展，种类也越来越多，其类型有：支撑式、卡瓦式、皮碗式、水力扩张式、水力自封式、水力密封式、水力压缩式等。 在当前各大油田中，大多使用的封隔器为以上几种形式，但是还不能解决问题。随着油、气井增多和复杂程度，封隔器的要求也要提高，例如，中原井下研究所研制成功开窗侧钻导斜封隔器，主要解决油田老区块具有开发价值的加深井，变形和事故井恢复生产的难题，它比打新井投资少，周期短，是油田原油上产的重要措施之一。以前，套管开窗打水泥塞，座斜向器，开窗至少需要下三趟钻，施工周期长，侧钻成本高。开窗侧钻导斜封隔器开窗侧钻中，只需一趟就可将封隔器、斜向器和开窗钻头送入设计深度，实现坐封，定向，开窗一次成功。与以前相比，施工周期至少缩短3-5天，减少了施工成本和注灰造成的环境污染等；稠油井的开采难度，就要用注蒸汽来解决，这些需要考虑到温度、压力、腐蚀等多种条件；在1994年，美国初步研制出2 1/8in高效可锚定单级膨胀式封隔器，在比较恶劣的工况下，具有较高的工艺操作可靠性和耐压、耐温以及抗腐蚀性能。热补偿扩张式封隔器工艺技术是针对注水井增注和测试而研制的，该封隔器是在小直径井的措施处理管柱和测试管柱与较大套管之间形成密封。该封隔器
常用封隔器介绍 一、封隔器的分类 1、分类方法 按封隔器封隔件实现密封的方式进行分类。 2、分类： （1）自封式：靠封隔件外径与套管内径的过盈和工作压差实现密封的封隔器。 （2）压缩式：靠轴向力压缩封隔件，使封隔件外径变大实现密封。（3）扩张式：靠径向力作用与封隔件内腔液压，使封隔件外径扩大实现密封。 （4）组合式：由自封式、压缩式、扩张式任意组合实现密封的封隔器。 二、封隔器型号编制方法 1、编制方法 按封隔器分类代号、固定方式、坐封方式代号、解封方式代号及封隔器钢体外径、工作温度/工作压差六个参数依次排列，进行型号编制，其形式如下： 2、代号说明： （1）分类代号：用分类名称第一个汉字的汉语拼音大写字母表示，组合式用的分类代号组合表示，见表1：
（2）固定方式代号：用阿拉伯数字表示，见下表2： （3）坐封方式代号：用阿拉伯数字表示，见表3： （4）解封方式代号：用阿拉伯数字表示，见表4： 3、应用举例 例1：Y211-114-120/15型封隔器，表示该封隔器为压缩式，单向卡瓦，提放管柱坐封、提放管柱解封、钢体最大外径为114mm，工作温度为120℃，工作压力为15MPa。 例2：YK341-114-90/100型封隔器，表示封隔器为压缩、扩张组合式，悬挂或固定，液压坐封，提放管柱解封，钢体最大外径为114mm，工作温度为90℃，工作压力为100MPa。 三、封隔器通用技术条件 1、封隔器基本参数 （1）工作压力：工作压力数值见下表（单位MPa）：
（2）工作温度：工作温度数值见下表（单位℃）： （3）钢体最大外径：钢体最大外径从下表中优选（单位mm）: （4）钢体内通径：钢体通径优先从下表中选取（单位mm） 2、使用要求 （1）使用封隔器时，必须检查合格证，并存档。 （2）封隔件、密封件不得超过有效期使用。 （3）封隔器下井时，如果井况不清，必须通井。 （4）起下封隔器，必须装指重表或拉力计。 （5）封隔器下入井内位置必须符合井下管柱结构图的设计要求。（6）封隔器管柱的连接螺纹必须涂螺纹密封脂。 （7）封隔器的下井速度不得超过1-1.2m/s，且操作平稳。 （8）必须按使用说明书要求使用封隔器。 （9）封隔器下井深度，一律以封隔器件上端面为基准。 （10）封隔器要避免套管接箍位置。 四、常用封隔器介绍：
上海大华石化设备有限公司产品标准 Y344-114 封 隔 器 总 成 2009-12-10 发布 2009-12-10实施上海大华石化设备有限公司发布 批准：
目录 1 封隔器总成结构 (1) 2 封隔器 (1) 2.1 基本用途 (1) 2.2 工作原理 (1) 2.3 基本结构 (1) 2.4 主要技术参数 (1) 2.5 实验压力要求 (1) 3 水力锚 (2) 3.1 基本用途 (2) 3.2 工作原理 (2) 3.3 基本结构 (2) 3.4 主要技术参数 (2) 3.5 实验压力要求 (3) 3.6 咬合力数据参数 (3) 4 滑套节流器 (4) 4.1 基本用途 (4) 4.2 主要技术参数 (4) 5 产品出厂标准 (4)
1 封隔器总成结构 一套封隔器总成属于单压单封结构，主要由：防砂短节+KDB-114水力锚+Y344-114封隔器+孔径节流器+喇叭口组成。 2 封隔器 2.1 基本用途： 主要用于任意一层或多层压裂、酸化等施工；也可用于油、水井找漏、找串等措施施工。适用介质：水、油、酸、泥浆等。 2.2 工作原理： 流体从油管流入封隔器传压孔后，当压差高于2.5Mpa时，剪断剪钉推动多级活塞上行压缩胶筒，封隔器坐封，当压力卸后，胶筒在其自身弹力及解封弹簧弹力作用下推动活塞下行，即可解封。 2.3 基本结构 封隔器主要由：上接头、中心管、胶筒、活塞、液缸、剪钉、剪钉座、下接头等组成。 2.4 主要技术参数 2.5 实验压力要求 组装后，按规定工作压力70MPa的1.5倍进行试压，至84MPa 稳压15分钟无泄漏为合格；试压介质为清水或10号或20号机械油，试压在500MPa超高压试压机上进行。 3 水力锚 3.1 基本用途 水力锚主要用于压裂、酸化等施工时固定管柱。 3.2 工作原理 从油管内加液压，猫爪在液压作用下压缩锚爪弹簧，被推向
1、自封式封隔器的工作原理 自封式的封隔器就是靠封隔件外经与套管内径的过盈和压差以实现密封的封器。 以自封式封隔器——Z331 系列为例，简要说明其工作原理。Z331 系列封隔器的工作原理： (1)坐封：Z331 封隔器是一种自封式封隔器，在下井后，依靠皮碗与套管内径的微小过盈使皮碗适度贴紧在套管内壁上，将封隔器上下两端的环形空间隔开。当皮碗张开端压力大于另一端压力时，此压力差使皮碗进一步张开，更紧地贴在套管内壁上，从而使封隔器皮碗与套管内壁密封良好，达到封隔环空的目的。当封隔器两端存在与上述方向相反的压力差时，将迫使封隔器皮碗收缩，此时，封隔器上下两端 相互连通。所以，Z331 封隔器属于单向承压型封隔器。(2)解封：在下次作业需要解封提管柱时，直接上提管柱即可提出封隔器，此时一般增加负荷2～5kN。 由上述可知：Z331 封隔器不需要专门的坐封和解封操作程序，坐、解封方便可靠，而且当地层少量出砂或有其它机械杂物时，仍可加大提升负荷(50～80kN)将皮碗拉坏，方便地提出井.内管柱，避免了更复杂的井下作业，这是其它封隔器无法做到的。 2、压缩式封隔器的工作原理 压缩式的封隔器就是靠轴向力压缩封隔件，使封隔件直径变
大以实现密封的封隔器。 以Y441B 型双向锚定封隔器为例简要说明其工作原理：Y441B型双向锚定封隔器是一种单卡瓦双锥体锚定式封隔器，它利用液压坐封、提放管柱解封。Y44lB型双向锚定封隔器主要由平衡、密封、坐封、锁紧、锚定和解封六大部分组成。 工作原理： (1)坐封封隔器下至设计位置后，从油管加液压，液压力传入封隔器液缸后，推动下活塞下行将卡瓦撑开并锚定在套管上，同时上活塞锁块被释放，此时液压力推动上活塞上行压缩封隔件，封闭油套环空，卸压后锁紧机构锁紧，防止封隔件回弹。坐封平衡机构的设计可平衡中心管的受力，防止内外中心管产生相对位移。 (2)承压工作时，由于封隔件上下液体压力不同将产生一定的液压力，而这些力均可通过锚定机构作用到套管上。承压平衡室的设计则可保证中心管不受向上的作用力。工作时液压力不能使封隔器解封。 (3)解封上提管柱，锚定机构不动，中心管随管柱一起上行，剪断解封剪钉，释放解封锁块，封隔件被释放；再上行，上拔上锥体，卡瓦脱离套管，封隔器完全解封。Y441B 型封隔器设计有下锥体脱卡机构，若下锥体在解封过程中不能脱卡时，可下放管柱，给下锥体施加向下的作用力，使其脱卡。
第一章、概述 第一节、前言 封隔器系指具有弹性密封元件，并籍此封隔环形空间，隔绝产层，以控制产（注）液，保护套管的井下工具. 根据密封部位不同，可分为两种。一种是油套与套管（或裸眼井壁）之间的密封，谓之“外密封”；一种是油管或油管密封短接（也称密封段）与封隔器内腔（或密封腔容座）之间的密封，谓之“内密封”。 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 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 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。 第三节、结构封隔器的 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 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。
Y241-114封隔器设计 摘要:本文研究的封隔器就是油气井作业中使用广泛的一种井下工具,其作用就是在油井深度方向实现分层作业。封隔器上的卡瓦锚定后起到支撑封隔器、锁定胶皮筒的作用,其性能的好坏直接影响到油井的产量与生产安全。随着油气田开采的深入,地层情况越来越复杂,分层作业越来越普遍,对封隔器的使用要求也越来越高,封隔器系统失效的情况时有发生,给生产造成损失。 本文概述了油田常用的封隔器的类型、参数、命名及其工作原理;讨论了目前封隔器所用的胶筒的发展现状;分析了卡瓦对套管的损坏机理,讨论了卡瓦齿形对其受力的影响及对套管损坏的影响;分析了Y241-114封隔器的工作原理以及结构特征并对各重要零部件进行强度校核,进而完成对Y241-114封隔器的设计,得出结论。 Y241-114型封隔器主要用于分层注水中,该型封隔器中设计的内锁紧机构,实现了机构的重复坐封,提高了承压能力,采用的单向卡瓦结构,对注水工艺管柱进行扶正与锚定,提高了传统的无卡瓦封隔器的承压能力与解封力。同时还采用新型胶筒材料,能使密封元件更好耐高温、高压。因此该封隔器具有承压能力高,使用寿命长,密封效果好,能够满足高压分注工艺要求。 关键词:封隔器;高压;注水;设计 The Design of Packer of Y241-114 form Abstract: Packer of this study is widely used in oil and gas wells operating a downhole tool, its role is to realize the depth direction in the well stratified operation、Slips on the packer packer support after the play, lock the role of rubber tube, the performance has a direct impact on oil production and production safety、With the deepening exploitation of oil and gas fields, stratigraphic situation more complex, layered work more and more common, the use of packer demand more and more, packer system failure situations have occurred, causing damage to production 、This article outlines the common oilfield packer type, parameters, name and the working principle; discuss the current packer cones used in the development of the status quo; of the slip of the casing of the failure mechanism, gear slips discussed The influence of its shape and the influence of casing damage of the Y241-114 packer works and structural characteristics and strength check of all major components, and then complete the Y241-114 packer Design, draw a conclusion、 Y241-114 packer is mainly used in water injection、It has the locking mechanism, and makes the realization of the repeated closures、It can bears high pressure、The packer using a one-way slip structure makes the water injection string centralized and