压裂常用的井下工具
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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。
压裂基础知识压裂基础知识一、水力压裂原理(一)基本原理水力压裂是利用地面高压泵组,将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中,在井底憋起高压,当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时,便在井底附近地层产生裂缝;继续注入带有支撑剂的携砂液,裂缝向前延伸并填以支撑剂,关井后裂缝闭合在支撑剂上,从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和高导流能力的填砂裂缝,使井达到增产增注的目的。
(二)增产原理1、形成的填砂裂缝的导流能力比原地层系数大得多,可大几倍到几十倍,大大增加了地层到井筒的连通能力;2、由原来渗流阻力大的径向流渗流方式转变为单向流渗流方式,增大了渗流截面,减小了渗流阻力3、可能沟通独立的透镜体或天然裂缝系统,增加新的油4、裂缝穿透井底附近地层的污染堵塞带,解除堵塞,因而可以显著增加产量。
二、压裂材料(一)压裂液在压裂过程中注入的液体统称为压裂液,根据压裂过程中注入井内的压裂液在不同施工阶段所起的作用不同,可把压裂液分为前置液、携砂液、顶替液三种。
1、根据作用不同分类前置液:它的作用是破裂地层并造成一定几何尺寸的裂缝,以便后面的携砂液进人在温度较高的地层里,它还可起一定的降温作用。
有时为了提高前置液的工作效率,在前置液中还加入一定量的细砂(粒径100-140目,砂比10%左右)以堵塞地层中的微隙,减少液体的滤失携砂液:它起到将支撑剂带入裂缝中并将支撑剂填在裂缝内预定位置上的作用。
在压裂液的总量中,这部分比例很大。
携砂液和其他压裂液一样,有造缝及冷却地层的作用。
携砂液由于需要携带密度很高的支撑剂,必须使用交联的压裂液(如冻胶等)O顶替液:顶替液是在加砂程序结束后,用来将携砂液全部替人裂缝中,以提高携砂液的效率和防止井筒沉砂。
2、根据类型不同分类根据压裂液类型不同,可以将压裂液分为水基压裂液、油基压裂液、泡沫压裂液等。
(1)水基压裂液:水基压裂液是用水溶胀性聚合物(称为成胶剂)经交链剂(又叫交联剂)交链后形成的冻胶。
井下常用工具手册2一、封隔器部分:封隔器型号的组成:刚体最大外径①工作原理分类代号:自封式—Z压缩式—Y楔入式—X扩张式—K②支撑方式代号:尾管—1单向支撑—2无支撑—3双向卡瓦—4锚瓦—5③座封方式代号:3 提放管柱—1转管柱—2自封—3液压—4下工具—5④解封方式代号:提放管柱—1转管柱—2钻铣—3液压—4下工具—5Y221封隔器结构:上部接头、防松销钉、调节环、胶皮筒、垫片、中心管、锥体帽、锥体、卡瓦、卡瓦托、连接环、直接套、槽体、摩擦块、弹簧、托环、摩擦弹簧、轨道销钉、下部接头用途:主要用于分层试油、采油。
找水、堵水、压裂、酸化、防砂。
使用方法及工作原理:封隔器在下井过程中换向机构的转动销钉始终在短轨道上死点内,当封隔器下到设计位置后,上提座封所需高度,再连续进行不间断的正转管柱,此时中心管也不停的旋转(中心管带动轨道销钉和转动环也不停转动)。
这时慢放管柱,转动销钉就进入长轨道然后停止转动油管,继续下放管柱,在扶正块与套管内壁摩擦力的作用下,托住卡瓦牙,椎体下移撑开卡瓦,卡在套管壁上,并且在油管的重量作用下使胶筒轴向压缩、径向扩张,从而封隔油套环空。
解封时,上提油管,中心管上移,转动销钉沿轨道斜壁移至短轨道下死点,胶筒和卡瓦牙收回,从而解封。
技术参数:型号最大外径(mm)最小通径(mm)卡瓦牙张开最大外径(mm)座封载荷(KN)适用套管内径(mm)Y221-115 Φ115 Φ48 Φ136 60-80 Φ121-127 Y221-150 Φ150 Φ62 Φ168 80-100 Φ153-166Y111封隔器Y211封隔器结构:顶套、摩擦块、挡环、锥体帽、扶正体、下中心管、锥体、压环、挡球套、调节环、锥体连接套、卡瓦托、上部接头、锁球套、护罩、下部接头、弹簧、隔环、卡瓦用途:用于分层找水、堵水、试油、采油。
说明:在用。
工作原理:座封时按所需座封高度上提管柱,这时转动销钉在扶正器与套管内壁摩擦力作用下从短轨道上死点运动到下死点,再下放管柱,转动销钉从下死点运动到长轨道上死点,卡瓦牙从收拢状态变成张开状态。
解决连续油管压裂作业中深度控制问题的新型井下工具M L Con n ell an d R G Howa rd 翻译:王佳新(大庆石油管理局地下资源开发公司)校对:赵燕明(大庆油田有限责任公司井下作业分公司)摘要 连续油管压裂(CTF)作业被证明是一种安全、经济效益明显的油井增产措施。
但是,接在连续油管下端的单卡双封封隔器必须精确地放置在所压裂的层段上,否则增产措施不能达到应有的效果。
一种新的工具已经被研制出来,用于确保把封隔器放在井筒中的正确位置。
利用这种工具进行套管接箍测井,并与现有的测井资料对比,一旦深度校正完成,便可进行压裂施工。
主题词 压裂 连续油管 封隔器定位无线套管接箍定位器一、前言连续油管在油井压裂作业中的应用是一个比较新的项目,许多经营者正在寻找更加适合于待压裂油田的应用。
到目前为止,利用连续油管压裂的油井数量超过5000口,绝大多数的井是在过去的3 ~4年中压裂的,并且其中的三分之一是2001年完成的。
连续油管压裂特别适合于具有多薄层的浅井[1]。
利用连续油管,在这类井上进行压裂施工比用常规方法能缩短很多时间,可在一天内完成一口井的压裂工作。
加拿大的一个作业队利用同一套设备,在一天的时间内压裂了两口井。
这是由于连续油管能迅速地重新配置封隔器,从一个层位到另一个层位,并且能在欠平衡的条件下完成这一工作,而常规的压裂操作利用连接的油管完成一个层位的压裂后,必须在过平衡条件下移动工具到下一个层位。
不论在什么油田,应用连续油管进行压裂作业的技术是相似的,一套大直径的连续油管管柱是获得足够的流速以进行合适的地层压裂所必需的[2]。
二、连续油管深度控制连续油管装置的井架高度限定了投放头下面使用多长的防喷管。
在大多数情况下,防喷管的长度将单卡双封封隔器的长度限定为25ft,使用连续油管进行压裂作业的层位的典型厚度为5~20ft。
当使用25ft的单卡双封封隔器压裂一个20ft厚的层位时,在层位的两端仅有2 ft的公差。
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。
30种井下作业工具4、可退式打捞矛工具名称:可退式打捞矛工具型号:HLM-D(S)73工具用途:专门用于捞取内孔较小的落鱼。
工具结构:上接头、矛杆、卡瓦、锁块、螺钉、弹簧。
工作原理:进入鱼腔后,卡瓦依靠自重下滑,斜面向上运动产生径向分力,迫使卡瓦咬住落鱼实现打捞,同时弹簧起到缓冲作用,防止工具卡住。
5、蓝式可退式打捞筒工具名称:蓝式可退式打捞筒工具型号:HLM-D(S)73工具用途:专门用于捞取内径较小的落鱼。
工具结构:上接头、矛杆、卡瓦、锁块、螺钉、弹簧、蓝式矛头。
工作原理:进入鱼腔后,卡瓦依靠自重下滑,斜面向上运动产生径向分力,迫使卡瓦咬住落鱼实现打捞,同时弹簧起到缓冲作用,防止工具卡住。
蓝式矛头可以适应不同的内径,提高了工具的适用范围。
6、螺旋可退式打捞筒工具名称:螺旋可退式打捞筒工具型号:HLM-D(S)73工具用途:专门用于捞取内径较小的落鱼。
工具结构:上接头、矛杆、卡瓦、锁块、螺钉、弹簧、螺旋矛头。
工作原理:进入鱼腔后,卡瓦依靠自重下滑,斜面向上运动产生径向分力,迫使卡瓦咬住落鱼实现打捞,同时弹簧起到缓冲作用,防止工具卡住。
螺旋矛头可以适应不同的内径和落鱼形状,提高了工具的适用范围。
7、公锥工具名称:公锥工具型号:HLM-D(S)73工具用途:专门用于打捞内孔较大的落鱼。
工具结构:上接头、矛杆、卡瓦、锁块、螺钉、公锥头。
工作原理:进入鱼腔后,卡瓦依靠自重下滑,斜面向上运动产生径向分力,迫使卡瓦咬住落鱼实现打捞。
公锥头可以适应不同的内径,提高了工具的适用范围。
8、母锥工具名称:母锥工具型号:HLM-D(S)73工具用途:专门用于打捞内孔较大的落鱼。
工具结构:上接头、矛杆、卡瓦、锁块、螺钉、母锥头。
工作原理:进入鱼腔后,卡瓦依靠自重下滑,斜面向上运动产生径向分力,迫使卡瓦咬住落鱼实现打捞。
母锥头可以适应不同的内径,提高了工具的适用范围。
9、螺旋式外钩工具名称:螺旋式外钩工具型号:HLM-D(S)73工具用途:专门用于捞取外径较大的落鱼。
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。
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总长,mm 1548 1430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)φ115 φ148内通径(mm)φ50φ60总长(mm)1460 1580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。