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石油天然气学报(江汉石油学院学报)2013年3月第35卷第3期
Journal of Oil and Gas Technology(J JPI)Mar 2013 Vol 35 No. 3
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一种密封压力可调扩张封隔器
谢文献,肖坤,郝风波
韩守刚,刘涛
(中石化胜利油田分公司胜利采油厂,山东东营257051)
[摘要]密封压力可调扩张式封隔器是实现注水井分注的常规工具,其原理是利用注水井井口压力调整扩
张式封隔器胶筒内压カ,闭锁装置使正常注水时胶筒内部密闭,实现胶筒与套管壁的有效贴合,保持稳
定的层间密封压力,密封压力可调,适应井简状况变化后的卡封需要。现场应用效果良好。
关键词]密封压カ;自锁腔;扩张式封隔器
[中图分类号]TE934.1
[文献标志码]A[文章编号]1000-9752(2013)03-0267-02
在空心配水管柱中,扩张式封隔器靠配水器截流损失压力使胶筒胀开,胶筒贴紧套管壁,实现层间
分注。胶筒座封后,上下端承受注水层层间压差作用,其层间密封压力取决于管柱内外压差,即配水器
损失压力。在套管壁光洁度一定的情况下,胶筒内外压差越高,胶筒与套管壁贴合的越紧密,层间密封
压力越大。。注水井长期注水层间压差变大,套管腐蚀严重,配水器损失产生的胶筒密封压力不能满足
长期卡封需要。开发了密封压力可调扩张封隔器,适应井筒状况变化后的卡封需要
密封压力可调护式张封隔器的结构
封隔器由上接头、自锁腔、中心管、胶筒、下接头等组成。上下接头为常规油管扣,可根据上下端
油管扣型更换。中心管内径60mm,可满足各种测试仪器通过。刚体外径111mm,能够满足124mm套
管内部卡封。
自锁腔由活塞、密封阀、自锁弹簧构成,与胶筒和中心管间环空腔体连接。图1为密封压力可调式
扩张封隔器结构图
61718191o11
12
1ー上接头2一解封销钉3一外管4一坐封销钉5、6、8、11、16、17一密封圏7一活塞9一密封阀
10一密封件12一弹簧13一中心管14一胶筒总成15一密封套18一下接头
图1密封压力可调扩张封隔器结构图
2密封压力可调式扩张封隔器原理
密封压力可调扩张封隔器利用压力自锁腔实现稳定的胶筒内胀封压力,并且能够根据套管情况泄压
后重新打压调整,实现密封压力的调整。
收稿日期]2013-01-16
[作者简介]谢文献(1963-),男,2005年大学毕业,高级工程师,硕士生,现主要从事开发技术方面的研究工作。
D封隔器理论基础写应用,江汉石油管理局采油工艺研究所,1983
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石油机概互程
2013年3月
1)胀封压カ的稳定由压力自锁腔实现,打压座封时,水进人自锁腔,停止打压后,弹簧作用下
自锁腔密闭,从而保持胶筒一直胀封。
2)密封压力调整利用反洗井打开密封,实现自锁腔解锁,根据需要重新打压,胶筒重新在新的
座封压力下胀封,实现密封压力可调。
密封压力可调式护张封隔器的特点
下井时,座封销钉作用下,自锁腔密闭,胶筒与中心管之间不进水,避免中途座封。根据工程测井
资料及目的层间差异分析,确定胶筒胀封压力,井口打压,剪短座封销钉,实现座封。封隔器上端有洗
井解封孔,当油藏动态需要调整注水强度,层间压差变化,可洗井解封,推动泄压套,使自锁腔内密封
环下移,胶筒内泄压,根据需要重新打压座封,实现密封压力可调。
封隔器上端安装解封销钉,固定中心管和自锁腔等不产生相对移动,当砂埋等导致封隔器洗井解封
失效,可采取上提或下放封隔器,在剪切力作用下剪断解封销钉,自锁腔失效,封隔器胶筒回缩,实现
正常作业。
胶筒在胀封时一端可移动,在胶筒打压座封时可自由移动10mm,避免胶筒打压胀封过度拉伸,导
致封隔器肩部漏失。
在自锁腔作用下,胶筒内保持一定的胀封压力,即使注水井停注,胶筒依然保持胀封状态不回缩,
避免反复胀封胶筒老化,同时避免层间串流吐砂。
4室内试验
封隔器设计加工后,为试验其能否实现设计性能,进行了地面试验
1)耐内压试验下接头密闭,上接头缓慢打压至25MPa,封隔器正常胀封无渗漏。
2)泄压试验油套环空反打压,上接头泄压,模拟现场洗井解封,打压5MPa,封隔器正常解封。
3)测试不同套管密封压力选择腐蚀结垢程度不同的套管,胶筒胀封后,油套环空在封隔器胶筒
上下打压,测试其上下耐压差,检验其密封性能(表1)。
表1不同胀封压力不同套管封隔器耐压试验表
座封压力
光滑套管
腐蚀1~2mm套管
腐蚀2~3mm套管
AMPa_上压差/MPa下压差/MPa上压差/MPa下压差/AMPa上压差/MPa下压差/MPa
14.7
14.3
6.1
24.2
23.7
15.2
14,2
10.7
由表1试验数据可见,通过调整胀封压力,可以适应不同套管不同层间差异下的密封要求。
现场应用
胜坨油田投入注水开发46年,工程测井资料显示,分层注水井套管腐蚀在2mm以上井达到
74.2%,分层测试资料显示层间压差达到5MPa以上的井达到48.7%,2008年统计238口扩张式封隔
器分注井2~3年密封有效率只有35.3%。研究并推广该型封隔器后,提高到69.2%
[编辑]苏开科