井下工具之一封隔器.
井下常用封隔器简介
提放 转动管柱 自封 管柱 1 2 3
④ 解封方式代号：用阿拉伯数字表示 , 见表4。
表4 解封方式代号 解封方式名称 解封方式代号 提放 管柱 1 转动管柱 钻铣 液压 下工具 2 3 4 5 热力 6
⑤ 钢体最大外径：用阿拉伯数字表示，单位为毫米(mm)。
（5）技术要求 下管柱时，管柱的上提高度必须小于防坐距，一般不 超过0.4 m，否则封隔器会中途坐封。如遇中途坐封时， 应上提管柱 1m左右，解封后 再继续下管柱。
坐封封隔器的坐封高度，决定于下入深度、坐封载荷 和胶筒密封压缩距等因素。
(5)坐封解封原理
坐封原理: 封隔器下到目的位置，上提0.4m，慢慢下 放60～80kN，封隔器完成坐封。 解封原理：上提封隔器，完成解封。
1685
136 55 136 80～100 70 10 400
1685
148 55 148 100～120 70 10 400
扶正器直径， mm
坐封载荷,kN 工作温度,℃ 工作压力, MPa 防坐距，mm
(4) 坐封解封原理 坐封原理: 封隔器下到目的位置，上提0.4m，慢慢下 放60～80kN，封隔器完成坐封。 解封原理：上提封隔器，完成解封。
⑥ 工作温度：用阿拉伯数字表示，单位为摄氏度(℃)。 ⑦ 工作压差：用阿拉伯数字表示，省略到个数位，单位为
兆帕(MPa)。
⑧ 举例。 例1: Y211—114—120/15 型封隔器
表示该封隔器为压缩式，单向卡瓦固定，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。
表1 分类代号
封隔器
三)偏心配水器 以KPX-113偏心配水器为例。如图2一42所示，主要由工作筒和堵塞器组成。图 2-43为工作筒结构示意图。图2一44为堵塞器结构示意图。 偏心配水器的工作原理如下。 1、注水。正常注水时，堵塞器坐于配水器工作筒的偏置孔内。堵塞器密封段有上 下两组共四道“O”形胶圈封住偏置孔的出液槽。注入的高压水经工作筒主通道，再 经堵塞器下部的滤罩、水嘴、堵塞器密封段上的出液孔和工作筒导向主体壁上的孔 进入油、套环形空间后注入地层。 (2)捞堵塞器。将投捞器<图2一}5)的投捞头接于投捞爪的下部。投捞爪可绕轴转 动。下井前借助控制杆的下部将投捞爪收拢并锁紧。用录井钢丝绳将投捞器下入注 水管柱，直至进入配水器工作筒。然后上提投捞器到工作筒上部，投捞器上的凸轮 经过工作筒上接头时遇阻而向下转动，于是顶起控制杆，解除对投捞爪的控制，投 捞爪在压簧的作用下绕轴转动而张开。再下放投捞器，投捞器沿工作筒导向主体的 螺旋面运动，顺开口槽而下，待下放遇阻时，投捞头已捞住堵塞器的打捞杆。再上 提投捞器，堵塞器上的打捞杆拉动螺母压缩压簧而上行，于是打捞杆下端与凸轮脱 离接触，凸轮在扭簧的作用下向下转动，凸轮爪内收，堵塞器被捞出配水器工作筒， 提出地面。 (3)投堵塞器。将投捞器(图2一45)的投捞头接于投捞爪的下部。将堵塞器打捞杆 插入投捞器的投捞头，用剪钉穿进投捞头和堵塞器的打捞杆、压帽上的剪钉孔。投 捞器和堵塞 器连接好后，将堵塞器下入配水器工作筒的偏置孔内，上提投捞器，由于堵塞器的 凸轮的爪 部已卡于偏置孔下部的扩孔内，结果销钉被剪断。堵塞器的打捞杆与投捞器分离， 堵塞器留 于配水器的工作筒内，而投捞器被起出。
表7 结构特征代号
使用功能代号 使用功 能名称 使用功 能名称 测 试 CS 堵 水 DS 防 砂 FS 挤 堵 JD 桥 塞 QS 试 压裂 找窜 注 油 酸化 找漏 水 SY YL ZC ZS
12井下工具之一
54
133 116 YS114－12－15
62
170 150 YS148－12－15
上压
下压
25
8
25
8
25
25
工作温度，℃ 座封载荷，kN 防坐距，mm
120
60－80 480
120
60－80
120
60－80
500
500
中级工
213. Y111封隔器是靠尾管支撑井底、( A )坐封、上提油 管解封的压缩式封隔器。 A、 提放管柱 B、转管柱 C、自封 D、液压 214. Y111-114封隔器的最大钢体外径为( B )。 A、111 mm B、114 mm C、116 mm D、112 mm 215.Y111-114封隔器的工作压力为( B )。 A、5 MPa B、8 MPa C、10 MPa D、15 MPa 295. Y111-114封隔器的工作温度为( B )。 A、110℃ B、120℃ C、140℃ D、150℃ 296. Y111-114封隔器的坐封载荷为( D )。 A、50～60 kN B、50～80 kN C、60～70 kN D、60～80 kN
三、Y411封隔器
解封打捞：下入接有打捞矛的打捞管柱，打捞矛矛爪 与封隔器上锥体的丝扣接触时，矛爪遇阻上行并在 管柱重量作用下被迫内收，进入上锥体的丝扣内， 此时，打捞矛上接头正好与封隔器皮碗压环接触。 上提管柱，打捞矛锥体上行，撑开矛爪，卡牢在封 隔器上锥体的丝扣内，使封隔器上锥体带着皮碗压 环、上接头、卡瓦壳体、上卡瓦和轨迹中心管上行， 胶筒收回解封。封隔器滑环销钉运动到轨迹中心管 短槽下死点，下锥体退出下卡瓦，下卡瓦就收回解 卡，从而起出封隔器。
锥体
卡瓦
井下工具识别(赵长春)
洗井：K344封隔器无单独洗井通道，反洗井时封隔器胶筒自动收回；Y341封隔器有单独 洗井通道，反洗井时洗井通道打开。
分层注水管柱——井下工具
2、配水器
SC空心配水器
偏心配水器
12
封隔器概述
5、封隔器的用途
A、封隔产层、或 目的层，
B、隔绝液体和 压力，
C、保存并利用 地层能量，
D、便于采油、 注13 水。
封隔器概述
6、封隔器的选用依据
1、封隔器的结构 性能，
2、井下流体性质 和种类，
3、地面设备和井 下工具的相互关系，
4、成本、井况。
14
分层注水管柱
类型
死芯子 放大注水芯子 分层定量注水芯子
402 芯子
403 芯子
404 芯子
规格： 401 402 403 404 405 内径： 49 44 39 32 26
分层注水管柱
带K344封的管柱工作原理
注入水由油管注入，由于底筛堵
的带作用Y油3管4憋1压封，的当油管套柱压差工达作到 原理
0.5~0.7MPa时，封隔器座封。同时，水 压经水投嘴死、芯配子水入器工出作水筒孔，推从动油定管压加凡液尔压，，油 定压管凡憋尔压打，开当，达水到经座定封压压凡力尔时和封凡隔尔器座座封。 之间捞间出隙死进芯入子油投套正环常空注，水注芯入子地，层注。入水由油
吊卡是用来起吊并卡住套管、钻杆、油管、抽油杆的专用 工具，起下作业时，用吊环将吊卡悬吊在游动滑车上，吊卡再 卡住套管（或钻杆、油管、抽油杆）便可以进行起下作业了。 吊卡一般为活门吊卡和月牙吊卡两种型式。
井下工具系列 精华
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。
8、封隔器
上提后再下放即可座封
K344型封隔器
工作原理：水力扩张座封。 用途：主要应用于酸化、验漏、注水等工艺，目前主 要有5 1/2in、7in两种规格。
与配水器配合实用，要求配 水器开启压力要大于封隔 器的座封压力。
水力扩张式封隔器
水力扩张式封隔器，是靠胶筒 向外扩张来封隔油套管环形空间。 因此，胶筒的内部压力必须大于外 部压力，也就是油管压力必须大于 套管压力。所以，水力扩张式封隔 器必须和节流器配套使用。
K 3 4 4 -- 114 -- 90/25
解封方 式名称
解封方 式代号
提放管柱 1
转管柱 2
钻铣 3
液压 下工具
4
5
封隔器型号编制
分类代号 支撑方式 坐封方式 解封方式 钢体最大外径 工作温度/压力
Y 4 5 3 -- 108 -- 150/50
Y缩密封；4双向卡瓦固定；5下工具座封；3钻铣解封；最大刚 体外径108mm，适应工作温度150；工作压差50MPa.
用途：用于分层试油、采油、找水、堵水和酸 化。不仅能单独使用，也可和卡瓦封隔器配套 使用。
工作原理
坐封：从中心管加液压，在液压的作用下反洗 活塞下行坐在洗井密封套上，密封洗井通道。 坐封活塞上行压缩胶筒，密封油套环空，并被 锁爪与锁套锁紧，达到始终密封的状态。
洗井：从套管注入，反洗活塞在套压作用下， 向上移动，打开洗井通道，洗井液沿洗井通道 下行直到井底，再从油管返出井口。
封隔器型号编制
分类代号 支撑方式 坐封方式 解封方式 钢体最大外径
例：Y341-114-120/25
工作温度/压力
分类名称 自封式 压缩式 锲入式 扩张式
分类代号
Z
Y
讲课材料(井下工具-封隔器)
采油三厂工艺研究所 2010年3月
目录
一、 封隔器的分类 二、 封隔器的型号编制 三、 封隔器的新旧型号对照 四、 常用封隔器的结构原理 五、 常用管柱介绍
一、封隔器的分类
1、分类方法
按封隔器封隔件的工作原理分类。
2、分类
（1）自封式：靠封隔件外径与套管内径的过盈和压差 以实现密封的封隔器。
刚体最大外径 解封方式代号 座封方式代号 支撑方式代号 分类代号
二、封隔器的型号编制
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，方法应符合下表规定。
分类名称 自封式 压缩式 楔入式 扩张式
分类代号 Z
Y
X
K
二、封隔器的型号编制
（2）支撑方式代号：用阿拉伯数字表示， 方法应符合下表规定。
（七）、Z331-114封隔器
1.结构
2.工作原理
将下井工具检查好后用2 7/8TBG油管连接，下入井下 30m左右，皮碗胶筒最大外径大于套管内径，皮碗在自由 状态下即可实现密封。装好井口，井口各螺栓齐全紧固， 按施工设计规定压力值从油管打压即可验证井口的密封性。
放压后，上提即可将工具起出。
五、常用管柱介绍
解封：上提管柱，封隔件在无外力作用的情况下，回弹释放， 锥体从卡瓦底部抽出，卡瓦收回，轨道销钉移至中心管上的 轨道下端，整个工具提出井外。
（二）、Y341-114封隔 1.结构 器
1
2 34
5
6
7
89
10
11
主要由上接头(1)、反洗活塞 (2) 、洗井密封套(3)、 密封垫(4)、外中心管(5)、胶筒(6)、贴壁护碗(7)、 锁爪(8)、锁套(9)、中心管(10)、坐封活塞(11)和 下接头(12)等组成。
海上油气田完井手册 第四章 井下工具
第四章井下工具本章介绍海上油（气）田完井生产管柱中常用工具的种类、结构特点、用途、技术参数、选用等。
包括封隔器（Packer）、井下安全阀（SSSV）、滑套（Sliding）、工作筒（Nipple）、偏心工作筒（Side Pocket Mandrel）、伸缩节（Extension Joint）、流动短节（Flow Couping）、加厚管（Blast Joint）等。
第一节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1．单管封隔器单管封隔器，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）结构及坐封原理图4-1-1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（如图4-1-1b）。
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。
其它型号（如OTIS的，“RH”型，CAMCO的HRP—1型）的坐封原理基本相似。
有些产品可选择性进行坐封，如BAKER的“FHS”型，OTIS的12RH7129—H（图4-1-2），其原理是液压坐封通道与一滑套开关连接，坐封前可先对油管柱进行试压或其它封隔器进行坐封、验封，然后钢丝作业将滑套打开即可坐封本级封隔器，这种封隔器适合于下多级单管封隔器的生产管串进行分层采油或注水，或其它特殊作业。
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卡簧
（三）封隔器基本工作原理
可洗井原理：
洗井液
可洗井就是通过地面设备向 油管与套管间注入热洗井液。 进入下层 洗井液通过封隔器的洗井通 道对全井管柱进行清洗，清 除蜡、油等物质。其原理如 图：
洗井单 流阀
油 管 来 液
封隔器 胶筒
（四）用 1.分层注水管柱
①压缩式封隔器分层注水管柱
途
②扩张式封隔器分层注水管柱
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。 （楔入式：靠楔入件楔入封隔件，使封隔件直径变大实现密 封的。
（二）常用名词、术语: 1.封隔件:直接起封隔井内工作管柱与井筒内壁环行空间作用的封 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，解除封隔件的工作状态。 4.稳压：在不补充压力和改变工作条件的情况下，将已建立的流 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反复次数。 8.验封:坐封后，通过泵车打压，验证密封元件是否处于密封状 态的操作。
窜层段。
判断套管保护封隔器密封完好的依据
1、打开套管阀门，套压和溢流量迅速降为零为 密封良好。
2、溢流量较长时间呈喷式的注水井为套管保护 封隔器失效井。
3、呈流淌状的井需要进行验封。
§1-1封隔器概述
（五）型号编制：
1.编号原则执行油气田封隔器分类及型号编制方法 SY/T5105-1997。 2.型号编制方法：
上提管柱
解封销钉
（三）封隔器基本工作原理
(2)扩张封隔器坐封与解封 扩张式封隔器坐封过程是油 管压力高于套管压力胶筒膨
胀封隔油套环形空间压力撤
消时胶筒收回实现解封。一 般用于分层注水、压裂和验
窜管柱中
卡簧原理
（三）封隔器基本工作原 理
封隔器的锁紧机构多采用卡簧锁紧 装置，卡簧采用弹簧钢材料，其结 构如图：卡簧圈开一小口，使卡簧 在遇阻时可以收回。
2、分层堵水(分层配产)管柱 ①常规堵水(配产)工艺管柱
支井底堵水(配产)管柱 悬挂堵水(配产)管柱
②可调堵水管柱
两种方案、一次调整堵水管柱 多方案重复可调堵水管柱
（四） 用 途
3、其它措施工艺管柱 ①压裂管柱
该类管柱采用扩张式封隔器，能承受 高压，用以防止压裂液进入其它地层。 ②验窜管柱
验窜管柱也是使用扩张式胶筒，封隔验
第二位数字—适用套管公称直径；
第三位数字—结构代号（第几种结构）； 第四位数字—设计次数；
（一）封隔器型号标准 2、新标准：
第一位字母—分类方式（Z自封；Y压缩；X楔入；K扩
张）； 第一位数字—支持方式（1尾管；2单向卡瓦；3无卡 瓦；4双向卡瓦；5锚定）；（悬挂、固定） 第二位数字—座封方式（1提放管柱；2转管柱；3自 封；4液压；5下工具） 第三位数字—解封方式（1提放管柱；2转管柱；3钻 铣；4液压；5下工具）
2.压缩式：靠轴向力压缩封隔件，使封隔件外径变大实现 密封的封隔器。
封隔器的分类
3.压缩式封隔器Y…… 按功能分为 可洗井封隔器 Y341-114(FK) Y341-114(ML) Y341-114(KW) Y341-114(S)…… 不可洗井封隔器 Y341-114(7) Y341-114(2) Y341-114(FP)……
分 类 代 号 支 撑 方 式 代 号 坐 封 方 式 代 号 解 封 方 式 代 号 钢 体 外 径
性 能 代 号
设 计 单 位 代 号
工 作 温 度 压 力
自 编 号
/
（一）封隔器型号标准
1、新旧型号对照 原标准： 第一位汉字—设计单位；
第一位数字— 设计结构（1支撑；2卡瓦；3皮碗；4
水力压差；7水力压缩；）
压缩式封隔器坐封是依靠油管打压，压力作用 于坐封活塞上，油管内压力足够大时，坐封销 钉剪断，坐封活塞推动卡簧套上行并压缩胶筒 封隔油套环形空间，卡簧与卡簧座挂住，保证 在撤掉油管压力后胶筒不收回。 卡簧座 卡簧
油管来压
套管压力
解封销钉
坐封销钉 坐封活塞
解封：
（三）封隔器基本工作原 理
上提管柱，当胶筒与套管内壁的摩擦力大于解 封剪钉的剪切力时，剪钉剪断。卡簧与卡簧挂 一起下行，实现解封功能。
井下工具分类
修井工具类
控制工具类
井下工具 按功能分类
封隔器类
第一章
封隔器类
目录
封隔器概述 常用封隔器介绍 其它封隔器介绍
第一章
封隔器类
§1-1封隔器概述 大庆油田开发四十年来，经历了自喷、水驱、聚合物驱等开 发历程，为了满足不同开发阶段注入及采出工艺的需要，研制 和应用了不同种类和功能的封隔器。 封隔器：满足油水井某种工艺技术目的或油层技术措施的需 要的井下分层封隔的专用工具。 组成：由钢体、胶皮封隔件部分、控制部分构成的。 （一）分类：按封隔器的封隔件实现密封的方式进行分类。 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。
§1-1封隔器概述
其中： 液压坐封：为中心管内压，即试压泵表压。单位；MPa。
坐封 载荷：
轴向力坐封:作用于封隔器上接头的轴向力，单位；N。
转动坐封:作用于封隔器上接头的扭矩，单位，N· m。
封隔器的主要工作过程有：坐封、验封、解封。
（三） 封隔器基本工作原理 1.封隔器的坐封与解封： (1)压缩式封隔器的坐封
新 Y341-114 Y141-114 K344-114 K344-135 Y441-114
（ （ （ （ （
旧 752-2、752-3、753-4、752-7 ） 755-2 ） 457-8通称475-8 ） 467-2通称476-2 ） 254-2、253-4、253-5 ）
封隔器主要作用部位是隔层，目前，根据作业操作误 差、磁性定位偏差及工具自身结构情况确定封隔器适 用最小隔层厚度为0.8m。
按管柱结构分
支井底管柱 悬挂管柱
3.扩张式：靠径向力作用于封隔件内腔，使封隔件外径扩大 实现密封的封隔器。处于工作状态。
封隔器的分类
2.扩张式封隔器K……
扩张式封隔器主要有三种类型：
类型 型号 适用套管 常规封隔器 K344-114 φ126mm 大直径封隔器 K344-136 φ168mm 小直径封隔器 K344-100 φ108mm