井下管柱介绍
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第7章 完井管柱
27
第一节 完井管柱
对于开采高粘度、高含砂和含气量较大的原油时，同其它采 油方式相比 螺杆泵具有灵活可靠 抗磨蚀及容积效率高等特 油方式相比，螺杆泵具有灵活可靠、抗磨蚀及容积效率高等特 点。
液压驱动螺杆泵
调速方式
机械无级调速 固定转速 变频无级调速 连续抽油杆
螺杆泵
地面驱动 抽油杆传动 螺杆泵
抽油杆类型 普通抽油杆 空心抽油杆
18
地面控制部分 井下机组部分
变压器 控制屏 接线盒 泄油阀 单流阀 多级离心泵 分离器 保护器 潜油电机
电潜泵采油系统示意图
电潜泵供电流程：地面电源 变压器控制屏潜油电 缆潜油电机。 电潜泵抽油工作流程：分离 器多级离心泵单流阀 泄油阀井口 井 出油干线。 出油 线
潜油电缆 电力传 输部分
11
第一节 完井管柱
适 应 条 件
油层深度与排量范围大； 含蜡； 稠油； 井斜 井斜。
主要缺点：
(1) 机组结构复杂，加工精度要求高； (2) 地面流程大，投资高（规模效益）；
12
第一节 完井管柱
分类：
(1) 按系统井数分类
单井流程系统； 多井集中泵站系统； 大型集中泵站系统。
(2) 按动力液循环分类
24
第一节 完井管柱
主要优点
(1) 没有运动部件，结构紧凑，泵排量范围大; (2) ( ) 由于可利用动力液的热力及化学特性，适用于高凝油、稠油、高 于可利用动力液的热力及化学特性 用于高凝油 稠油 高 含蜡油井; (3) 对定向井、水平井和海上丛式井的举升有良好的适应性。
主要缺点
(1) 泵内存在严重的湍流和摩擦 泵内存在严重的湍流和摩擦，系统效率相对较低（一般为 系统效率相对较低（ 般为15％～ ％ 20 ％，最高不超过33％）； (2) 在一定条件下泵会出现气穴作用 在一定条件下泵会出现气穴作用。为避免气穴作用，要求吸入压力 为避免气穴作用 要求吸入压力 高； (3) ( ) 对回压的任意变化都很敏感 ； (4) 地面需要高压泵站，要使其长期稳定运转，技术上尚有较大困难。 25
第一节 完井管柱
对于开采高粘度、高含砂和含气量较大的原油时，同其它采 油方式相比 螺杆泵具有灵活可靠 抗磨蚀及容积效率高等特 油方式相比，螺杆泵具有灵活可靠、抗磨蚀及容积效率高等特 点。
液压驱动螺杆泵
调速方式
机械无级调速 固定转速 变频无级调速 连续抽油杆
螺杆泵
地面驱动 抽油杆传动 螺杆泵
抽油杆类型 普通抽油杆 空心抽油杆
18
地面控制部分 井下机组部分
变压器 控制屏 接线盒 泄油阀 单流阀 多级离心泵 分离器 保护器 潜油电机
电潜泵采油系统示意图
电潜泵供电流程：地面电源 变压器控制屏潜油电 缆潜油电机。 电潜泵抽油工作流程：分离 器多级离心泵单流阀 泄油阀井口 井 出油干线。 出油 线
潜油电缆 电力传 输部分
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第一节 完井管柱
适 应 条 件
油层深度与排量范围大； 含蜡； 稠油； 井斜 井斜。
主要缺点：
(1) 机组结构复杂，加工精度要求高； (2) 地面流程大，投资高（规模效益）；
12
第一节 完井管柱
分类：
(1) 按系统井数分类
单井流程系统； 多井集中泵站系统； 大型集中泵站系统。
(2) 按动力液循环分类
24
第一节 完井管柱
主要优点
(1) 没有运动部件，结构紧凑，泵排量范围大; (2) ( ) 由于可利用动力液的热力及化学特性，适用于高凝油、稠油、高 于可利用动力液的热力及化学特性 用于高凝油 稠油 高 含蜡油井; (3) 对定向井、水平井和海上丛式井的举升有良好的适应性。
主要缺点
(1) 泵内存在严重的湍流和摩擦 泵内存在严重的湍流和摩擦，系统效率相对较低（一般为 系统效率相对较低（ 般为15％～ ％ 20 ％，最高不超过33％）； (2) 在一定条件下泵会出现气穴作用 在一定条件下泵会出现气穴作用。为避免气穴作用，要求吸入压力 为避免气穴作用 要求吸入压力 高； (3) ( ) 对回压的任意变化都很敏感 ； (4) 地面需要高压泵站，要使其长期稳定运转，技术上尚有较大困难。 25
分层注水管柱
以免数据混乱，资料不清。
注水井（试配）作业 分层注水管柱 （井下作业监督）
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２．偏心配水管柱（Ⅱ） （１）结构：主要由扩张式封隔器和偏 心配水器等构成，其结构如图所示。 （２）技术要求： ①各级配水器的水嘴压力损失必须大于 ０．７ＭＰａ，以保证封隔器坐封。 ②各级配水器的堵塞器编号不能搞错。 （３）存在问题：扩张式封隔器的胶筒 不能适应深井高温要求。
注水井（试配）作业 分层注水管柱 （井下作业监督）
中国石油长庆培训中心
CNPC Changqing Training Center四、桥源自偏心注水管柱注水井（试配）作业
分层注水管柱
（井下作业监督）
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（１）结构：由桥 式偏心配水器、压 缩式封隔器、球座
注水井（试配）作业 分层注水管柱 （井下作业监督）
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１．偏心配水管柱（Ⅰ）
（１）结构：由６６５－２偏心配水器、
压缩式封隔器、球座和油管组成，其结构
如图所示。
（２）技术要求： ①筛管应下在油层以下１０ｍ左右。 ②封隔器（压缩式）应按编号顺序下井。 ③各级偏心配水器的堵塞器编号不能搞错，
注水井（试配）作业 分层注水管柱 （井下作业监督）
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三、偏心配水管柱
注水井（试配）作业 分层注水管柱 （井下作业监督）
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油水井管柱结构图
层位Ⅲ
封隔器 Y341-114 配产器 635-111 封隔器 Y341-114 丝堵
抽油井生产管柱结构图
层段 示意图 名称 套管 油管 层段Ⅰ 封隔器 Y141-114 配水器 665-2 封隔器 Y141-114 层段Ⅱ 规范
套管 油管
抽油杆 抽油泵 井下开关 扶正器 插杆 层位Ⅰ 丢手接头 层段Ⅲ 层位Ⅱ 封隔器 Y341-114
封隔器 Y141-114 配水器 665-2 封隔器 Y141-114 中球 筛管 丝堵
抽油井生产管柱结构图注水井生产管柱结构图套管层段层段层段套管油管抽油杆抽油泵井下开关扶正器扶正器层段示意图名称规范层段示意图名称规范封隔器y141114配水器6652封隔器y141114油管筛管中球封隔器y141114配水器6652封隔器y141114配产器635111封隔器y341114封隔器y341114丝堵丢手接头插杆丝堵层位层位层位封隔器y341114层段
井下作业知识详述
常用的井下工具
4、脱节器
脱节器是有杆大泵抽油杆和活塞的专用对接工具。具有结构简单， 并且在抽油泵的上下冲程中都产生自锁，工作性能比较可靠。它解 脱灵活，承载力较大，能适应深抽、大排量抽油。全套工具由上下 两部分构成。 上部分：即随抽油杆下入部分。包括上接头和锁爪。上接头和锁爪 以螺纹连接并用销顶防松。 下部分：即随泵下入部分。包括中心杆、弹簧，锁紧滑套和下接头 等，中心杆与下接头以螺纹连接并用销钉防松，弹簧套在中心杆上， 滑套套住中心杆和下接头，并可上下滑动。 此外泵上还需配装一个 释放接头。 工作原理：下井前将锁爪拔出，其余部分接于柱塞上端随泵筒下井， 锁爪随抽油杆下井。当锁爪随抽油杆下至泵内时，锁爪套住中心杆 向下滑动（中心杆不下移）锁爪与中心杆对接为一体从而实现抽油 杆与活塞的对接。 脱开：检泵作业，只需将抽油杆上提，当脱节器上行至释放接头处 滑套受阻，压缩弹簧，锁爪与中心杆自动脱开，达到抽油杆与柱塞 脱节分离的目的。
常用的井下工具
常用的井下工具
2、铅模：
铅模是井下作业常用辅助工具之一。用于检 查套管的完好程度及变形情势：用于打捞作 业，了解井内鱼顶状况。 结构：平底铅模结构 主要由油管短节、钢筋 和铅构成 工作原理： 以了解鱼顶状况为例：当铅模下
入井内接近鱼顶时，正循环冲洗后，慢放管
柱使铅模接触并施加一定的压缩载荷，由于 铅为软质金属，鱼顶即使铅模地面产生痕迹， 由印迹分析井下鱼顶状况。
弹簧式套管刮削器
注意事项： 工具与管柱的连接丝扣必须拧紧， 防止接头松扣；
刮削器公接头可朝上，也可朝下。
刮削器下井过程中如遇阻，可缓慢 旋转几周再下放。 刮削过程中，自始至终必须保持循 环畅通。
常用的井下工具
7、封隔器 是用于井下套管或裸眼里封隔油、气、水层的专用工具。 它通过外力作用，使胶皮筒长度缩短和直径变大密封油、 套环形空间，分隔封隔器上下的油(气、水)层，从而实 现油、水井的分层测试、分层采油、分层注水、分层改造 和封堵水层。 在众多的井下工具中，封隔器的种类最多， 应用最广泛。每一种井况对封隔器都有不同的要求，从而 产生了多种类型的封隔器。尽管封隔器的花样繁多，但基 本结构相差无几。主要包括密封、锚定、座封、解封、扶
4、脱节器
脱节器是有杆大泵抽油杆和活塞的专用对接工具。具有结构简单， 并且在抽油泵的上下冲程中都产生自锁，工作性能比较可靠。它解 脱灵活，承载力较大，能适应深抽、大排量抽油。全套工具由上下 两部分构成。 上部分：即随抽油杆下入部分。包括上接头和锁爪。上接头和锁爪 以螺纹连接并用销顶防松。 下部分：即随泵下入部分。包括中心杆、弹簧，锁紧滑套和下接头 等，中心杆与下接头以螺纹连接并用销钉防松，弹簧套在中心杆上， 滑套套住中心杆和下接头，并可上下滑动。 此外泵上还需配装一个 释放接头。 工作原理：下井前将锁爪拔出，其余部分接于柱塞上端随泵筒下井， 锁爪随抽油杆下井。当锁爪随抽油杆下至泵内时，锁爪套住中心杆 向下滑动（中心杆不下移）锁爪与中心杆对接为一体从而实现抽油 杆与活塞的对接。 脱开：检泵作业，只需将抽油杆上提，当脱节器上行至释放接头处 滑套受阻，压缩弹簧，锁爪与中心杆自动脱开，达到抽油杆与柱塞 脱节分离的目的。
常用的井下工具
常用的井下工具
2、铅模：
铅模是井下作业常用辅助工具之一。用于检 查套管的完好程度及变形情势：用于打捞作 业，了解井内鱼顶状况。 结构：平底铅模结构 主要由油管短节、钢筋 和铅构成 工作原理： 以了解鱼顶状况为例：当铅模下
入井内接近鱼顶时，正循环冲洗后，慢放管
柱使铅模接触并施加一定的压缩载荷，由于 铅为软质金属，鱼顶即使铅模地面产生痕迹， 由印迹分析井下鱼顶状况。
弹簧式套管刮削器
注意事项： 工具与管柱的连接丝扣必须拧紧， 防止接头松扣；
刮削器公接头可朝上，也可朝下。
刮削器下井过程中如遇阻，可缓慢 旋转几周再下放。 刮削过程中，自始至终必须保持循 环畅通。
常用的井下工具
7、封隔器 是用于井下套管或裸眼里封隔油、气、水层的专用工具。 它通过外力作用，使胶皮筒长度缩短和直径变大密封油、 套环形空间，分隔封隔器上下的油(气、水)层，从而实 现油、水井的分层测试、分层采油、分层注水、分层改造 和封堵水层。 在众多的井下工具中，封隔器的种类最多， 应用最广泛。每一种井况对封隔器都有不同的要求，从而 产生了多种类型的封隔器。尽管封隔器的花样繁多，但基 本结构相差无几。主要包括密封、锚定、座封、解封、扶
完井工具介绍02
电泵完井工具结构及作用简介
七、井下安全阀
安全阀下井步骤
同时另一人将手压泵接在滚筒测的压力表上，打压排 出管线中的气体，当管线中无气体排出时，手压泵泄压， 将液控管线插入到已经检查过的安全阀控制管线接头上， 管线一定要插到位，用扳手稍微紧一下压帽，手压泵继续 打压，同时活动控制管线排出安全阀液压腔内的气体，当 排出的油不含气体时，一手用力推住管线一手用专用扳手 将接头压帽上到合适的力度，上好后再重新卸开接头压帽 拔出液控管线检查卡套位臵是否合适，检查好再次将控制 管线上好，按安全阀的额定工作压力试压，试压合格方可 下井。在下井过程中要注意防止液控管线磕碰，随时观察 滚筒上压力表的压力变化。
电泵完井工具结构及作用简介
七、井下安全阀
安全阀下井步骤
首先根据完井施工设计，备好该井所需已经检测合格， 额定工作压力、扣型、内外径与之相符的井下安全阀上井。 到井场后，由于经过吊装、运输必须对安全阀在地面再次 检验合格方可下井。当完井管柱下至井下安全阀位臵时， 将已经检验合格的安全阀安装到管柱上，在上紧安全阀时 管钳要打在安全阀的下接头处，掌握好安全阀控制管线接 口的位臵。将液控管线在钻台上用三脚架支好，在滚筒测 的接头处做好压力表及针阀，将液控管线另一头拉至安全 阀控制接口处，并将管线调直，要求外表光滑无划伤，截 口要整齐无毛刺，
实物图：
电泵完井工具结构及作用简介
二、泄油器
功能： 在作业起泵时，将泄油器芯子切断，使油套 连通，油管内的液体流入井筒，防止污染。
泄油器阀芯
电泵完井工具结构及作用简介
三、扶正器
功能： 扶正器对电泵起扶正作用，使电泵机组处 于井筒中间，以便于电机很好的冷却，防止电 缆与套管内壁摩擦而损坏电缆。
简易扶正器
采油管柱与井下工具讲座
总长，mm
重量，kN
钢体最大外径，mm
钢体最小内径，mm
725 25.8 102
坐封力，kN 工作压差，MPa 工作温度0C
适用套管内径，mm
120～180
117.1～127.7 146.3～154.3 153.8～163.8 220.5～228.5
两端连接螺纹
2 7/8TBG
2 7/8TBG
2 7/8TBG
31/2TBG
(3) Z331型封隔器
该工具是一种靠皮碗与套管的过盈和井 照片\照片 002.JPG 内压差密封油套环空的一种自封式封隔器, 不需动管柱或打压坐封，随管柱下入就可封 隔油套环空。主要适用于油井找水、酸化、 洗井、验漏等工艺管柱中。
(3) Z331型封隔器
技术规范：
参数 总长，mm 刚体最大外径， mm 最小内通径， mm 工作压差， MPa 适用套管内径， mm 两端连接螺纹 Z331－102 502 102 51 Z331－115 552 115 62 40
分类代号 支撑方式 坐封方式 解封方式 钢体最大外径
例：Y441-115
分类名称
分类代号
自封式
Z
压缩式
Y
锲入式
X
扩张式
K
分类代号
支撑方式
坐封方式
解封方式
钢体最大外径
支撑方 式名称 支撑方 式代号
尾管
单向卡瓦 双向卡瓦 无支撑
锚瓦
1
2
3
4
5
分类代号
支撑方式
坐封方式
解封方式
钢体最大外径
坐封方 式名称 坐封方 式代号
(4) Y441型双向锚定封隔器
特点：
油水井常见管柱结构类型
序号
管柱名称
组成
1
偏心配水管柱（扩张式）
(KPX-114 I) + (K344-114)+ (KPX-114II)+(K34—114)+(KPX-114IID+撞击筒+球座
2
常规偏心配水管柱（压缩式）
(KPX 114 I)+(Y34—114甲)+ (KPX 114II) + (Y34—114乙)+ (KPX 114IID+撞击筒+球座
5
免投捞偏心配水管柱（压缩式）
(KPX—114A) + (DQY34—114甲)+ (KPX—114A) + (DQY34L—114乙)+ (KPX—114A) +撞击筒+球座
6
自调偏心配水管柱（压缩式）
(KPX—114自调)+ (Y34—114甲) + (KPX—114自调)+ (Y341—114乙)+ (KPX—114自调)+撞击筒+球座
2
细分式定向井配水管柱
缓冲器+扶正器+（HNY341配水封隔器）+扶正器+（HNY341 114）+球座
四、自喷井分层采油管柱:
序号
管柱名称
组成
1
分层采油管柱
(KQS-110) + (Y111-114)+ (KQS-110) + (KLJ—90X50) + (Y211-114)+ (KQS-110) +丝堵
7
螺杆泵抽油管柱
油管扶正器+定子+油管防脱装置(。。0552支撑卡瓦；张力油管锚)
管柱名称
组成
1
偏心配水管柱（扩张式）
(KPX-114 I) + (K344-114)+ (KPX-114II)+(K34—114)+(KPX-114IID+撞击筒+球座
2
常规偏心配水管柱（压缩式）
(KPX 114 I)+(Y34—114甲)+ (KPX 114II) + (Y34—114乙)+ (KPX 114IID+撞击筒+球座
5
免投捞偏心配水管柱（压缩式）
(KPX—114A) + (DQY34—114甲)+ (KPX—114A) + (DQY34L—114乙)+ (KPX—114A) +撞击筒+球座
6
自调偏心配水管柱（压缩式）
(KPX—114自调)+ (Y34—114甲) + (KPX—114自调)+ (Y341—114乙)+ (KPX—114自调)+撞击筒+球座
2
细分式定向井配水管柱
缓冲器+扶正器+（HNY341配水封隔器）+扶正器+（HNY341 114）+球座
四、自喷井分层采油管柱:
序号
管柱名称
组成
1
分层采油管柱
(KQS-110) + (Y111-114)+ (KQS-110) + (KLJ—90X50) + (Y211-114)+ (KQS-110) +丝堵
7
螺杆泵抽油管柱
油管扶正器+定子+油管防脱装置(。。0552支撑卡瓦；张力油管锚)
气举采油
pi 1 p max pt (i 1)
pi 1 10 1 g
四、 连续气举设计
1. 气举井内的压力及其分布（如图11-31所示 ）
1）套管内的气柱静压力近似直线分布，即
p g ( x) p c 0 (1
gsc gTsc x
p sc Tav Z av
)
(11-35)
带有封隔器的管柱称为半闭式管柱，它既可用于 连续气举，也可用于间歇气举。这种管柱虽然克服了开 式管柱的某些缺点，但对于间歇气举仍不能防止大量注 入气进入油管后，通过油管对地层的作用。
(3) 闭式管柱
闭式管柱，是在半闭式管柱的油管底部加单流阀， 以防止注气压力通过油管作用在油层上。闭式管柱只适 用于间歇气举。此外，还有一些特殊的气举装置，如用 于间歇气举的各种箱式(腔式)及柱塞气举装置等。
L1 g ≥ p e
≥ h' 1 g
式中 p e ——气举时的启动压力，Pa；
1 ——井内液体密度，kg/m3；
L——油管长度，m
三、 气举阀及其下入深度
在压缩机的额定工作压力有限的情况下，为实现气举就 需降低启动压力。最常用的是在油管柱上装设气举阀。
1. 气举阀工作简况
p wf p wh G Duf H gi G Ddf ( H 0 L)
5）平衡点套压与注气点油管内压力之差Δp是为了保证 注入气通过工作阀进入油管并排出注气点以上的井内 液体。
2. 限定井口油压和注气量条件下注气点深度和 产量的确定
连续气举设计的内容是很丰富的，这里仅以限定井口 油压和注气量条件下确定注气点深度和产量为例，来 说明气举设计方法及其与节点系统分析的联系。在有 些情况下并不规定产量，而是希望在可提供的注气压 力和注气量下，尽量获得最大可能的产量，其确定注 气点深度及产量的步骤如下所述(图11-32)。
什么是管柱——精选推荐
什么是管柱方向盘管柱异响管柱基础篇一:什么是管柱管柱基础1、概况管柱基础适用于深水，有潮汐影响，岩石起伏不平，无覆盖层或覆盖层很深的河床，（不适用于有严重地质缺陷的地区），水位的变化对管柱施工影响不大，如下沉管柱，钻岩及灌注水下砼可不受水位限制，全年均能施工。
管柱基础形式，基本上分为两类，一类是管柱下沉至坚硬的岩层，与岩层固接或铰接，成为柱式管柱：另一类管柱下沉至密实的土层，藉柱底承压力与柱周磨擦力共同受力，成为磨擦管柱。
管柱有钢筋砼管柱，预应力砼管柱，及钢管柱三种，前者适用于入土深度小于25M下沉振动力不大场所。
管柱系装配式构件，管节由上、下法兰盘通过螺栓连接，管柱的最底一节下边带有刃脚，刃脚的作用是使管柱穿越覆盖层切入基岩风化层。
其高度一般1.2-1.5m，管柱直径有1.55m，3.0m，3.6m，5.0m，5.8m几种，长度为3—10M不等。
钢管桩的管节其长度为12—16M。
管柱的现场存放用龙门吊机或现场用万能杆件拼装的龙门吊机起吊，轨道电动载运平车运输。
2、下沉管柱的导向和定位设备1）管柱下沉的导向设备一般分为两类，一为浅水中采用的导向框架，一为深水中采用的整体围笼。
围笼以圆形为主是管柱施工的主要施工设施。
围笼结构主要由桁架（包括起吊主桁架，辅助吊篮桁架，平衡重桁架和侧桁架）。
托架（包括起吊托架，辅助托架），内导环，外导环，吊篮（包括主吊篮，平衡重吊篮），锚柱，悬挂设备，导向架和导向木等组成。
围笼结构中几个关键部件的作用和制造要点如下：a. 起吊托架：是起吊围笼及围笼下沉后将围笼支承在导向船厂上的支点，由角钢拼制而成。
托架布置在垂直水流方向围笼对称中线两侧。
b. 内，外导环：内导环承受内钢板桩传来的水压力，并与外导环共同控制钢板桩的位置。
围笼桁架外圈第I、IV、V层的内导环为箱形截面，受力较大的第II、III层为I字形截面，外导环分布在第I、III、V层内导环与外导环由槽钢或由角钢分后弯制。
油气水井井下工艺管柱工具图例
图55
编辑ppt
图56
机采工具
• 深井泵图例见图57。 • 射流泵图例见图58。 • 电潜泵图例见图59。 • 水力泵图例见图60。
图57 图58
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图59
图60
其他工具
• 套管通径规图例见图61。 • 解封座封打捞筒图例见图62。 • 公丢手接头图例见图63。
图61
图62
图63
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油气水井井下工艺管柱工具图例
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封隔器
用于分隔井筒油 套环形空间，使上、 下二部分液体不能相 互连通的井下工具称 为封隔器。
• Z型封隔器图例见图1， K型封隔器图例见图2， X型封隔器图例见图3， Y型封隔器图例见图4。
图1
图2
图3
图4
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封隔器的型号标准
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•DQ755-2封隔器 •DQ475-8封隔器Βιβλιοθήκη 代号１２３４
５
表4 解封方式代号表示方法
解封方式 提放管柱 转管柱 钻铣 液压 下工具
代号
１
２ ３４ ５
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例如：Y341-114封隔器 Y--压缩式 3--悬挂式（无支撑） 4—液压座封 1--上提解封 114—钢体最大外径114mm
DQ755-2封隔器 = Y141-114封隔器 DQ457-8封隔器 = K344-114封隔器
Y341-114-D-C6-90/15封隔器 Y341-114-X-CY-90/15封隔器
编辑ppt
封隔器
• 锚、瓦支撑的封隔器 图例见图7图8和图9。
图7
图8
图9
编辑ppt
卡瓦封隔器
编辑ppt
配产器