压裂常用的井下工具(1)
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压裂工艺基础知识介绍目录一、压裂工艺概述 (2)1. 压裂工艺定义及重要性 (3)2. 压裂工艺发展历程 (3)3. 压裂工艺应用领域 (4)二、压裂原理与基本流程 (5)1. 压裂原理简介 (6)(1)岩石破裂理论 (7)(2)水力压裂基本原理 (8)2. 压裂基本流程 (9)(1)前期准备 (10)(2)压裂施工 (11)(3)后期评估 (13)三、压裂设备与技术参数 (14)1. 压裂设备组成 (15)(1)压裂泵 (15)(2)高压管汇 (17)(3)地面设备 (18)(4)井下工具 (19)2. 技术参数介绍 (20)(1)压力参数 (22)(2)流量参数 (23)(3)化学药剂参数 (24)四、压裂液与支撑剂 (25)1. 压裂液介绍 (27)(1)压裂液种类与特性 (28)(2)压裂液性能要求 (30)2. 支撑剂介绍 (31)(1)支撑剂种类与特性 (32)(2)支撑剂作用及选择要求 (33)五、压裂工艺优化与新技术发展 (34)一、压裂工艺概述压裂工艺是一种用于开采石油和天然气资源的地质工程技术,它通过在地层中注入高压水,使岩石发生裂缝和破碎,从而释放出地下的石油和天然气资源。
压裂工艺在全球范围内得到了广泛的应用,尤其是在美国、加拿大、中国等国家的油气田开发中发挥了重要作用。
压裂工艺的主要目的是提高油气井的产量,延长油气井的使用寿命,降低生产成本。
随着科技的发展,压裂工艺也在不断地改进和完善,以适应不同类型的油气藏和地层条件。
压裂工艺主要包括水力压裂、化学压裂和生物压裂等多种类型。
水力压裂是最早的一种压裂方法,主要利用高压水流产生的压力差来破碎岩石。
随着技术的进步,化学压裂逐渐成为主流技术,它通过向地层中注入特殊的化学剂,使岩石发生化学反应,从而产生裂缝和破碎。
生物压裂则是近年来发展起来的一种新型压裂技术,它利用微生物降解有机物的过程来产生裂缝和破碎。
压裂工艺作为一种重要的地质工程技术,为石油和天然气资源的开发提供了有效的手段。
井下工具一、K344-114封隔器(原457-9、457-8)封隔器类型:属于水力扩张式封隔器,无支撑、液压坐封、无压差解封。
用途及应用情况:主要用于注水、压裂、找串、封串等。
技术指标:⑴总长:902mm;⑵最大外径:114mm;⑶最小通径:φ55mm;⑷坐封压力1.3~1.5MPa;⑸工作压力:15MPa;⑹工作温度:50℃、70℃、90℃。
工作原理坐封:从油管内加液压,液压经下接头处的孔眼作用于胶筒内腔,从而使胶筒涨大,封隔油套环形空间;解封:放掉油管压力,胶筒收回解封。
二、Y341-114S双液缸封隔器封隔器类型:属于水力压缩式封隔器,无支撑、液压坐封、上提解封。
用途:主要用于分层注水、堵水。
技术指标:⑴总长:976mm;⑵最大外径:114mm;⑶最小通径:50mm;⑷坐封压力18MPa;⑸工作压力: 25MPa;⑹工作温度:120℃;⑺解封上提力:8-10t。
工作原理坐封:油管加液压,液压经中心管上的传压孔作用于上、下两个坐封活塞上,上、下两个活塞与上下活塞套形成两个液压缸,剪断坐封销钉后共同上行,压缩胶筒,使胶筒直径变大,封隔油、套环形空间。
放掉油管压力,上活塞套被卡簧锁住,使坐封活塞不能退回,胶筒始终处于封隔油、套环形空间状态。
解封:上提油管,胶筒、坐封活塞、活塞套、卡簧挂不动,中心管上行,剪断卡簧挂上的解封销钉,卡簧挂在胶筒弹力的作用下下行,解除锁定,胶筒收回而封隔器解封。
三、K344-114-X-BY-120/25可洗井封隔器封隔器类型:属于水力密闭式封隔器,无支撑、液压坐封、液压解封。
用途:主要用于分层注水。
技术指标:⑴总长:802mm;⑵最大外径:114mm;⑶最小通径:50mm;⑷坐封压差1.5-3MPa;⑸工作压力: 25MPa;⑹工作温度:120℃;⑺解封压力:≤6MPa。
工作原理采用扩张式胶筒,坐封阀和解封阀完全分开,坐封和解封互不干扰的双体阀结构,使高压液体在压差作用下,通过坐封阀的单流凡尔进入胶筒密闭压力腔,只进不出,胶筒膨胀坐封;解封时采用泄压杆,当套压达到一定值后,泄压杆打开密闭压力腔,封隔器解封,进而在封隔器外部形成洗井通道,从而形成了压差坐封、密闭密封、反洗解封的压差密闭式封隔器结构。
井下工具类——封隔器Y111系列封隔器规格型号Y111-110Y111-114最大外径110mm 114mm通径60mm 62mm总长790mm 790mm工作压力25~35MPa 25~35MPa工作温度120℃120℃坐封力60~80KN 60~80KN2.结构简单,性能稳定可靠;3.使用方便,成本低。
主要由上接头、胶筒、中心管、下接头、限位体等部分组成。
该封隔器是用尾管或卡瓦封隔器为支点支撑,下放管柱时上接头和中心管下行压缩胶筒使封隔器坐封,封隔油套环形空间。
解封时上提管柱封隔器胶筒回收,封隔器解封。
该工具单独使用或与Y211、Y221或Y521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。
井下工具类——封隔器Y221A 系列封隔器摩擦换向器等组成。
该封隔器采用单向卡瓦支撑,上提正转管柱后下放,轨道销钉从短槽滑入长槽,从而卡瓦与锥体楔形面产生相对运动,张开的卡瓦紧紧地卡在套管内壁上,实现锚定。
同时下放时管柱的部份重量使胶筒轴向压缩径向膨胀,达到密封油、套环空之目的。
解封时上提管柱即可解封。
2.坐、解封灵活,操作方便;3.可重复坐封、解封、多点卡封。
砂、分层注水等井下作业,该工具具有结构简单,操作使用方便等优点。
井下工具类——封隔器Y221B系列封隔器管、胶筒、下接头等组成。
该型封隔器坐封可靠,操作比较方便。
坐封时,先上提并正转管柱,然后下放管柱,轨道销钉从短槽滑入长槽,从而卡瓦与锥体楔形面产生相对运动,张开的卡瓦紧紧地卡在套管内壁上,实现锚定。
同时下放时管柱的部份重量使胶筒轴向压缩径向膨胀,达到密封油套环空的目的。
解封时上提管柱即可解封。
2.坐、解封灵活,操作方便;3.可重复坐封、解封、多点卡封。
该封隔器主要用于分层试油、分层采油、卡水、防砂、分层注水等井下作业,该工具具有结构简单,操作使用方便等优点。
井下工具类——封隔器Y341系列封隔器构四大部份组成。
油田井下压裂技术要点分析1油田井下压裂施工技术工艺分析1.1分隔分层压裂工艺作为油田井下压裂施工中较为常用的压裂施工技术,分隔分层压裂工艺的工艺成本较高且工艺流程相对复杂。
封隔器作为该工艺重要设备主要由单封隔型、双封隔型以及滑套型三种。
其中,单封隔型多用于大型油井与中型油井中,主要应用在油井的最下层。
而双封隔型的应用较为广泛,可以适应任何种类的油井,同时,压裂施工受到油井层限制较小。
对于滑套性封隔器来说,则可以用于反复压裂、较深的油井中。
在应用滑套性封隔器压裂过程中,首先应保证压裂机喷砂仪上有滑套,其原因在于能够确保内部压力、压裂较大,能够实现迅速喷射。
现阶段,该项技术应用在国内油田中应用较为广泛。
1.2限流分层压裂工艺当压裂施工技术要求较高且较为复杂时,多采用限流分层压裂工艺。
主要应用于压开层数多、压裂所需压力差异性较强的施工中。
限流分层压裂工艺在实际的应用过程中需要针对具体情况进行高速喷射口的改变,也就是利用随时改变高速喷射口直径的方式有效改变喷射压力,从而进一步提升单位时间内的注入量。
施工时,首先需要采用直径相对较小的喷射口,逐渐提高井下的压力,直到压力高于油井所能承受的最大负荷后,再进行直径的改变,采用较大直径口径的喷射口。
针对不同油井层的压力,确保油井层产生裂缝能够顺利流出原油。
除此之外,对于水平油井来说,限流分层压裂工艺的应用能够依据油层厚度的不同,采取施加不同压力的方式,使得压裂能够纵向产生裂缝,进而提高工艺水平。
但同时,需要注意的是,限流分层压裂工艺往往对高速喷射井口的直径与密度有着较高的要求,所以仅适合满足其条件的油井。
由于局限性较强,在实际应用中受到了制约。
1.3注蜡球选择型压裂工艺在进行油田井下压裂时,注蜡球选择型压裂工艺的施工原理在于改变原有的堵塞剂,并将其更换为注蜡球进行后续的压裂。
一般来说,最先受压的为具有高渗透层的油井,随着蜡球不断封堵高渗透层,会导致井下压力不断增强,一旦压力到达相应程度时,油层便会随之产生裂缝。
井下工具部分(一)Y211-114型封隔器(二)结构:上接头,O型胶圈,胶筒,卡瓦座,扶正块,滑环销钉,中心管,下接头,卡瓦,锥体,座封剪钉(三)按所需座封高度上提管柱, 然后下放管柱,因扶正器在弹簧张力的作用下, 使扶正器与套管壁产生摩擦力, 沿轨迹管的轨迹槽运动, 滑环销钉从短轨道上死点运动(四)规格型号:Y211-114型封隔器,外径:114mm, 长度:2070mm,内径:48mm (一)到长轨道的上死点,卡瓦被锥体撑开, 卡牢在套管壁上, 同时剪断剪钉, 胶筒在一定管柱作用下被压缩, 使胶筒直径变大, 而密封油套环形空间, 需解封时,上提管柱即可.(二)用途:分层采油,分层处理使用范围:117-132mm套管内(三)技术要求:(1)封隔器下端接尾管长度一般不能大于50m, 或与卡瓦式封隔器配套使用.(2)封隔器坐封高度决定于下入深度,座封载荷,和胶筒密封压缩距等因素.(3)坐封负荷一般80kN为宜.(4)操作平稳,防止猛提猛放,避免中途坐封.(5)封隔器密封件避开套管节箍位置.(6)上提管柱高度不能超过防座距,防止中途座封.(7)单级使用或支撑式配合.不宜多级使用,但可以和支撑式封隔器配套使用,当使用深度超过3000米时,换向和坐封不十分可靠.(二) FXY445-112封隔器一、名称型号:FXY445-112封隔器结构:1、液压部分2、锁紧部分3、密封部分4、卡瓦锚定部分技术参数:1、适用于作业井口径Φ124-Φ126mm2、工作压力≦20mpa3、工作温度≦120℃4、钢体最大外径:112mm 内通径49mm5、自验封压力:17mpa 1mpa6、座封压力:p=22 1map7、耐上下压差:≦20mpa8、解封载荷:F≦60KN操作规程:座封:将工具下至预定位置后,投入Φ30mm钢球,注水打压,压力18mpa,稳压5min,如管线无渗漏,说明自验封完成。
继续加压至22mpa,上提管柱,实现丢手。
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作业,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,℃902、Y344型封隔器1)作用:该封隔器主要用于分层压裂、分层酸化、以及实现某种技术目的进行的地层封隔作业。
2)结构主要有上接头、压帽、梯形盘根、中心管、衬套、胶筒、隔环、下胶筒座、上活塞、上缸套、中间接头A、短中心管、下活塞、下缸套、中间接头B、“O”型胶圈、和下接头等组成。
井下作业常识之压裂压裂是指在井筒中形成高压迫使地层形成裂缝的施工过程。
通常指水力压裂,水力压裂是指应用水力传压原理,从地面泵入携带支撑剂的高压工作液,使地层形成并保持裂缝,是被国内、外广泛应用的行之有效的增产、增注措施。
由于被支撑剂充填的高导流能力裂缝相当于扩大了井筒半径,增加了泄流面积,大大降低了渗流阻力,因而能大幅度提高油、气井产量,提高采油速度,缩短开采周期,降低采油成本。
压裂设备及管柱地面设备1、压裂井口压裂井口一般可分为两类:用采油树压裂井口;采用大弯管、投球器、井口球阀与井口控制器的专用压裂井口。
2、压裂管汇目前压裂管汇种类很多,承压和最大过砂能力也不相同。
常用的有压裂管汇车和专用的地面管汇。
专用的地面管汇有8个连接头,压裂车可任选一个连接。
高压管线外径Ф76mm,内径Ф60mm,最高压力可达100MPa。
3、投球器投球器有两种,一种是前面井口装置中用于分层压裂管柱中投钢球的投球器,另一种是选压或多裂缝压裂封堵炮眼用投球器。
美国进口投球器,最大工作压力100MPa,一次装Ф22mm的堵球200个,电动旋转投球每分钟12圈,每圈投4个球。
压裂车组压裂设备主要包括压裂车、混砂车、仪表车、管汇车等。
1、压裂泵车压裂车是压裂的主要动力设备,它的作用是产生高压,大排量的向地层注入压裂液,压开地层,并将支撑剂注入裂缝。
它是压裂施工中的关键设备,主要由运载汽车、驱泵动力、传动装置、压裂泵等四部分组成。
2、混砂车混砂车的作用是将支撑剂、压裂液及各种添加剂按一定比例混合起来,并将混好的携砂液供给压裂车,压入井内。
目前混砂车有双筒机械混砂车、风吸式混砂车和仿美新型混砂车。
混砂车主要由供液、输砂、传动三个系统组成。
3、其它设备除了压裂车、混砂车主要设备外,还有仪表车、液罐车、运砂车等。
仪表车是用于施工时,记录压裂过程各种参数,控制其它压裂设备的中枢系统,又称作压裂指挥车。
压裂管柱压裂管柱主要由压裂油管、封隔器、喷砂器、水力锚等组成。
油田压裂知识压裂讲座第一节压裂设备1.压裂车:压裂车是压裂的主要设备,它的作用是向井内注入高压、大排量的压裂液,将地层压开,把支撑剂挤入裂缝。
压裂车主要由运载、动力、传动、泵体等四大件组成。
压裂泵是压裂车的工作主机。
现场施工对压裂车的技术性能要求很高,压裂车必须具有压力高、排量大、耐腐蚀、抗磨损性强等特点。
2.混砂车:混砂车的作用是按一定的比例和程序混砂,并把混砂液供给压裂车。
它的结构主要由传动、供液和输砂系统三部分组成。
3.平衡车:平衡车的作用是保持封隔器上下的压差在一定的范围内,保护封隔器和套管。
另外,当施工中出现砂堵、砂卡等事故时,平衡车还可以立即进行反洗或反压井,排除故障。
4.仪表车:仪表车的作用是在压裂施工远距离遥控压裂车和混砂车,采集和显示施工参数,进行实时数据采集、施工监测及裂缝模拟并对施工的全过程进行分析。
5.管汇车:管汇车的作用是运输管汇,如;高压三通、四通、单流阀、控制阀等。
第二节压裂施工基本程序1.循环:将压裂液由液罐车打到压裂车再返回液罐车。
循环路线是液罐车-混砂车-压裂泵-高压管汇-液罐车,旨在检查压裂泵上水情况以及管线连接情况。
循环时要逐车逐档进行,以出口排液正常为合格。
2.试压:关死井口总闸,对地面高压管线、井口、连接丝扣、油壬等憋压30-40mpa,保持2-3min不刺不漏为合格。
3.试挤:试压合格后,打开总闸门,用1-2台压裂车将试剂液挤入油层,直到压力稳定为止。
目的是检查井下管柱及井下工具是否正常,掌握油水的吸水能力。
4.压裂:在试挤压力和排量稳定后,同时启动全部车辆向井内注入压裂液,使井底压力迅速升高,当井底压力超过地层破裂压力时,地层就会形成裂缝。
5.支撑剂:开始混砂比要小,当判断砂子已进入裂缝,相应提高混砂比。
6.替挤:预计加砂量完全加完后,就立即泵入顶替液,把地面管线及井筒中的携砂液全部顶替到裂缝中去,防止余砂乘积井底形成砂卡。
7.反洗或活动管柱顶替后立即反洗井或活动管柱防止余砂残存在井筒封隔器卡距之内,造成砂卡。
压裂常用的井下工具(1)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作业,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,℃902、Y344型封隔器1)作用:该封隔器主要用于分层压裂、分层酸化、以及实现某种技术目的进行的地层封隔作业。
2)结构主要有上接头、压帽、梯形盘根、中心管、衬套、胶筒、隔环、下胶筒座、上活塞、上缸套、中间接头A、短中心管、下活塞、下缸套、中间接头B、“O”型胶圈、和下接头等组成。
(如图2所示)图2 Y344型封隔器结构图3)工作原理当将此封隔器下至井下预定深度坐封时,从油管内打入高压液体加液压。
高压液体经过中心管的孔眼和滤网罩作用在上活塞和下活塞上,推动活塞上行压缩胶筒,使胶筒直径变大,密封油、套管环形空间。
当需要解封时,只须放掉油管内的液压,活塞便在胶筒的弹力作用下退回,胶筒便回收而解封。
4)Y344型封隔器主要技术参数(见表2)表2 Y344主要技术参数表参数Y344-114 Y344-148最大外径,mm φ114φ148最小通径,mm φ48φ60总长,mm 1295 1440坐封压力,MPa 1.2 1.2工作压力,MPa 60 60工作温度,℃120 1203、Y241型封隔器1)作用:该封隔器主要用于分层压裂、分层酸化、以及实现某种技术目的进行的地层封隔作业。
2)结构主要有调节钢套、反洗活塞、胶筒座、锯齿锁定套、卡瓦块、卡瓦套、控制环、皮碗、上下胶筒、上接头、锁环、下活塞、下中心管、压帽、中胶筒、中心管、锥体等组成。
(如图3所示)图3 Y241型封隔器结构图3)工作原理采用液压坐封、上提管柱解封的工作方式。
在油管内液体压力的作用下,封隔器坐封活塞上行打开限位机构,推动卡瓦锚定部分上行并压缩胶筒,实现坐封和锚定,同时锁紧机构进入锁紧状态。
在油管内液体压力消失后,由于锁紧机构进入锁紧状态,卡瓦锚定部分不会回收使封隔器一直处于坐封状态。
上提管柱,封隔器中心管与外层各部分发生错动解除锁紧状态,其它各部分在摩擦力和弹性力作用下恢复原位,实现封隔器的解封。
4)Y241型封隔器主要技术参数(见表3)表3 Y241主要技术参数表规格Y241—148 Y241—115最大外径,mm φ148φ115内径,mm φ62φ54坐封压力,MPa 29 29工作压力,MPa 60 60工作温度,℃120 120卡瓦张开外径,mm 165 130解封力,kN 15~20 15~20连接螺纹 2 7/8 UPTBG 2 7/8 UPTBG4、Y341型封隔器1)作用:主要用于分层试油、分层采油、分层找水、堵水,也可以和配套工具组合用于分层压裂酸化等,一般可以多级使用。
2)结构主要有上接头、锁套、解封剪钉座、坐封剪钉、锥环、锁环、索还座、上平衡活塞、缸套、外中心管、内中心管、下平衡活塞、胶筒、上下调节环、坐封剪钉、坐封活塞、活塞套、下接头等组成。
(如图4所示)图4 Y341型封隔器结构图3)工作原理坐封时,从油管内加液压,液压推动活塞上行,坐封剪钉被剪断,坐封活塞推动上下调节环外中心管、锁紧座一起上行压缩胶筒并锁紧,使封隔器处于坐封状态。
解封时,上体油管柱,解封剪钉被剪断,解封剪钉座、锥环和锁环被卡在锁套内,随管柱向上运动。
锁紧座、外中心管、上调节环、下调节环、和坐封活塞在胶筒的弹力作用下退回,胶筒收回解封。
4)Y341型封隔器主要技术参数(见表4)表4 Y341主要技术参数表型号Y341-115 Y341-148最大外径(mm)φ115φ148内通径(mm)φ50φ60工作压力(MPa)60 60工作温度(℃)120 120坐封压力(MPa)15 15反洗排量(m3/h)30 30解封力(kN)15~25 15~255、Y111型封隔器1)作用:该封隔器适用于分层试油、采油、找水、堵水和酸化。
可单独使用,也可与卡瓦式封隔器或支撑卡瓦配套使用。
2)结构主要有上接头、胶筒座、胶筒、中心管、“O”型胶圈、承压接头、坐封剪钉、压缩距垫环、下接头等。
(如图5所示)图5 Y111型封隔器结构图3)工作原理按所需坐封高度(油管挂距顶死法兰的高度)下放管柱。
因承压接头和下接头与尾管(或卡瓦式封隔器,或支撑卡瓦)为支点,坐封剪钉在一定的管柱重量作用下被剪断,则上接头、调节环、中心管和键一起下行压缩胶筒,使胶筒的外径变大,封隔油、套管的环形空间。
上提管柱,胶筒就收回恢复原状。
4)Y111-115型封隔器主要技术参数(见表5)表5 Y111-115型封隔器主要技术参数表参数Y111-115最大外径,mm φ115最小通径,mm φ62总长,mm 626坐封载荷,kN 60~80工作压力,MPa 上15下8工作温度,℃1206、JXY221-115封隔器1)作用:适用于分层试油、采油、测试、找水、堵水、酸化等工艺,可单独使用,也可与Y111型封隔器配合使用。
2)结构(见图6)图6 JXY221封隔器结构图3)工作原理JXY 221封隔器在下钻前,必须把它倒槽至下钻状态,下钻至设计位置后,上提1m,右旋2/3圈,此时下接头上的定位销从牵引体的J 型槽中滑出,释放中心管下行,将首先关闭和密封旁通阀,继续下放管柱,推动胶筒和锥体下行,由于牵引体上的扶正块的摩擦作用,在下放过程中,牵引体上的卡瓦和锥体产生相对移动,锥体就会撑开卡瓦,使封隔器上的卡瓦牢固锚定在套管壁上,继续施加座封载荷,封隔器的胶筒受压缩胀大,当载荷增加至60~80KN时,封隔器就会可靠座封。
完成施工后,直接上提管柱将首先打开封隔器的旁通阀平衡上下压力,继续上提管柱封隔器就会解封。
上提管柱后封隔器自动处于下钻状态,此时可以继续起钻,也可以直接下放管柱继续下钻,需要座封的时候重复座封动作即可。
该封隔器可以按照设计需要重新座封多次。
4)主要技术参数表6JXY221—115型封隔器主要技术参数表规格型号JXY221—115总长,mm 1390外径,mm φ115内径,mm φ48座封负荷,kN 60~80工作温度,℃120卡瓦张开外径,mm 128.5连接螺纹 2 7/8 UPTBG第二部分:控制类工具1、水力锚1)作用:防止井下工具产生轴向位移。
用于油层水力压裂、水井增注改造、水力喷砂、切割(或喷砂射孔)等井下作业管柱的锚定。
2)结构按水力锚的锚爪限位方式分为:扶正式(KFZ)、挡板式(KDB)、板簧式(KBH),一般我们常用的是扶正式和挡板式两种。
锚牙的复位分为弹簧复位、胶件复位和自由复位三种。
常用的是弹簧复位,自由复位方式是一种新型结构,工作更可靠,但结构更复杂。
结构见图7、图8。
图7 扶正式水力锚结构图图8 挡板式水力锚结构图3)工作原理从油管内打入高压液体,锚爪在高压的作用下压缩内压簧和外压簧,并被推向套管壁、卡紧在套管内壁上。
以此来克服在作业施工中产生的轴向推力,起到固定井下管柱位置的作用。
4)水力锚技术参数(见表7)表7 水力锚主要技术参数表规格型号KFZ117-46KDB112-42 KDB146-60钢体最大外径,mm φ117φ112φ146钢体内径,mm φ46φ42φ60工作压差,MPa 60 60 60工作温度,℃120 120 120启动压差,MPa 0.6~1.0MPa2、滑套导压阀1)作用:适用于油气井不动管柱分层压裂施工,在压裂下层时处于关闭状态,压上层时打开,且形成一定的节流压差保证封隔器的可靠座封。
2)结构主要由滑套、滑套节流阀剪钉、内眼管、喷嘴、球座瓦片、上接头、外钢套、下接头等组成。
(如图7所示)图8 滑套导压阀结构图3)工作原理使用时投球,钢球落入滑套导压阀中与滑套连接的球座瓦片上,当加压后,剪断销钉,球座瓦片带动滑套下移,开启出液孔,打开油套连通通道。
当滑套随着球座瓦片一起向下移动到一定位置后,球座瓦片散开,使阀体通过直径扩大,座落在球座瓦片上的钢球可以自由通过阀体掉落到管柱下部。
4)滑套导压阀主要技术参数(见表8)表8 滑套导压阀主要技术参数表参数滑套导压阀(A级)滑套导压阀(B级)最大外径,mm φ114φ114内通径,mm φ42φ34总长,mm 520 520工作压力,MPa 60 60工作温度,℃120 120坐封压力,MPa 滑套开启压力5~8 滑套开启压力5~83、导压喷砂器1)作用在选层压裂、酸化时坐封上、下封隔器,并且提供流体进入地层通道。
2)结构主要由上接头、导压本体、导压内套、滤网、喷咀等组成。
3)工作原理从油管内经上接头泵入高压液体,经喷咀节流,承压体变向后沿导压本体的侧孔注入地层,产生的压差使上封隔器坐封。
同时,高压液体经内外导压体的空隙流向下封隔器,使下封隔器坐封。
4)KPS-114导压喷砂器的主要技术参数表9 KPS-114导压喷砂器主要技术参数表参数KPS-114导压喷砂器总长,mm 663最大外径,mm φ114工作压力,MPa 35工作温度,℃90连接螺纹 2 7/8 UPTBG。