井下工具基础知识讲座

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,井下工具技术简介,以封隔器为主的井下工具的用途,1,、保护套管对于高压气井、酸化压裂井、注水井等；,2,、封隔非目的产层,如机械卡堵水等,3,、找漏、验封,4,、试油,MFE,测试,还有半闭式气举等等。,油层,油层,水层,油层,水层,第一章 井下工具分类,?采油采气用井下工具分类及型号编制方法?,SY/T5629-1998,中华人民共和国石油天然气行业标准,A,、封隔器类,，如：,Y341-115-120/35,Y211-114-130/35,K344,114-100/30,Y453,108,150/45,按工具功能分类,B,、控制工具类,，如：开关、水力锚、配水器、防脱器、扶正器等,D,、其他类,，如：球座、抽子、防气锚、座封工具等,C,、修井工具类,，如：通井规、打捞器、整形器、磨铣工具等,一、封隔器分类,?油气田用封隔器分类及型号编制方法?,-SY/T51051997,中华人民共和国石油天然气行业标准,引用的标准：,第二章 封隔器有关知识,封隔器分类,分类方法：,按封隔器封隔件实现密封的方式分类。,分类：,自封式-Z,压缩式-Y,扩张式-K,楔入式-X,组合式-用各式的分类代号组合表示,封隔器分类,自封式：,靠封隔件一般为橡胶件的外径与套管内径的过盈接触和压差以实现密封的封隔器。如皮碗封隔器。,缺点：,皮碗外径大于套管内径，靠皮碗与套管的过盈配合来实现封隔器的密封，下井时阻力大，皮碗易磨损和刮坏，从而失去密封性。耐压差也较小,优点：,(1),该封隔器用于较小压差的井况下,不需坐封,皮碗方向可根据工艺需要任意调换。,(2),不需动管柱或打压坐封。随管柱下入坐。,封隔器分类,皮碗式封隔器应用实例,：,东河,1,油田电泵井防砂管柱,皮碗式封隔器不需坐封动作、承压差小等特点正好满足防砂管柱的需求,封隔器分类,压缩式：,靠轴向力压缩封隔件一般为橡胶件，使封隔件直径变大以实现密封的封隔器。如Y341分注封隔器、Y111封隔器。,封隔器分类,扩张式：,一定压力的液体作用于封隔件内腔，使封隔件直径变大以实现密封的封隔器。,封隔器分类,楔入式：,靠楔入件楔入封隔件，使封隔件直径变大以实现密封的封隔器。,很少见！,封隔器型号编制方法,工作温度,/,压力,钢体最大外径,解封方式代号,坐封方式代号,固定方式代号,分类方式代号,()Y 2 1 1 -115-120/35(),特殊用途,冠名,代号意义,分类方式,固定方式,尾管支撑,单向卡瓦,无支撑,双向卡瓦,锚瓦,代号,1,2,3,4,5,分类名称,自封式,压缩式,扩张式,楔入式,代号,Z,Y,K,X,固定方式,座封方式,解封方式,座封方式,提放管柱,转动管柱,自封,液压,下工具,热力,代号,1,2,3,4,5,6,解封方式,提放管柱,转动管柱,钻铣,液压,下工具,热力,代号,1,2,3,4,5,6,钢体最大外径：,阿拉伯数字表示，单位,mm.,工作温度：,阿拉伯数字表示，单位摄氏度,(,),工作压力：,阿拉伯数字表示，修约到各位数,单位,(MPa),例,:Y211-115-120/35,Y211-114-130/35,K434,114-100/30,Y453,108,150/45,表达规定,国外封隔器主要生产厂家在美国，著名的有：,1、BAKER HUGHES贝克休斯公司,2、Halliburton哈里伯顿公司,3、Schlumberger斯伦贝谢公司,4、Weatherford 威德福公司,两大类,可回收式封隔器Retrievable Packer),永久式封隔器Permanent Packer),国外封隔器分类,封隔器的结构主要有以下几局部组成：,1、密封机构：主要指胶筒，用于隔绝油套环空；,2、坐封机构：产生坐封动作，一般是机械或液压力；,3、锁定机构：使封隔器保持坐封状态，不会自行解封；,4、锚定机构：使封隔器管柱保持相对固定，不移动或蠕动；,5、解封机构：解除封隔器坐封状态。,每种封隔器都必须具有密封机构，其它机构那么具有其中的一局部或全部,6、附属机构：扶正、保护、摩擦块等,二、封隔器的结构,1,、密封机构,二、封隔器的结构,2,、坐封机构,3,、锁定机构,4,、锚定机构,5,、解封机构,6,、保护机构,Weatherford,WH-6,型,可取式封隔器,封隔器动作视频,适用范围浅井；,入井时间不长；,注水井；,测试；,找漏等。,二、封隔器的结构,Schlumberger,QL,永久式封隔器,主体材料为球墨铸铁；,结构相对于可取式封隔器要简单；,需配套坐封、内密封、回收等工艺。,从右到左依次为：插管、永久式封隔器、钻铣工具,适用范围高温、高压、深井；,入井时间长；,气井等。,三、Y2211封隔器,特点：,依靠动管柱转动或提放管柱来坐封、解封。,主要用于试油作业如RTTS、PT封隔器、找漏等作业。,可反复坐封。,与支撑式封隔器合用就组成了跨隔测试管柱,四、注水封隔器的结构和使用,型号：,Y241、Y341,作用：,用于注水井，可以实现反循环洗井。一般和水力锚配适宜用。,四、注水封隔器的结构和使用,注水管柱的类型,主要右两大类：,1,、液力投捞的中心配水器管柱,一般可实现单配水器三层分注。,2,、钢丝投捞偏心配水器管柱,分注层数几乎不受限制,五、桥塞的结构和使用,1,、普通桥塞,作用：,主要用于封堵下层。,结构类似于,Y453,封隔器。,可电缆或液压坐封,五、桥塞的结构和使用,2,、挤注式桥塞,作用：,主要用于封堵下层。,也可用于挤水泥作业,Halliburton SZ Drill,挤注式桥塞,第三章 控制类工具有关知识,控制工具类、修井工具类、其他类型号编制方法,其他说明,结构特征代号,使用技术参数,工具名称代号,第三章 控制类工具有关知识,控制工具名称代号,序号,工具名称,代号,序号,工具名称,代号,序号,工具名称,代号,1,抽油杆,防脱器,CFT,8,扶正器,FZ,15,伸缩管,SS,2,充填工具,CT,9,解堵器,JD,16,双向油管锚,SYM,3,堵水器,DS,10,配产器,PC,17,脱接器,TJ,4,堵塞器,DSQ,11,配水器,PS,18,泄油器,XY,5,定位器,DW,12,喷砂器,PS,19,油管锚,YM,6,防脱器,FT,13,气举阀,QJ,20,注酸器,ZS,7,防污器,FW,14,水力锚,SL,21,增注器,ZZ,修井工具名称代号,序号,工具名称,代号,序号,工具名称,代号,序号,工具名称,代号,1,套管补接器,BJ,9,打捞器,LQ,17,通井规,TJG,2,倒扣器,DK,10,打捞筒,LT,18,套铣筒,TXT,3,打印器,DY,11,磨鞋,MX,19,外钩,WG,4,套管刮削器,GX,12,母锥,MZ,20,外割刀,WGD,5,公锥,GZ,13,内钩,NG,21,下击器,XJ,6,加速器,JS,14,内割刀,NGD,22,铣鞋,XX,7,打捞蓝,LL,15,铅模,QM,23,整形器,ZX,8,打捞锚,LM,16,上击器,SJ,其他工具名称代号,序号,工具名称,代号,序号,工具名称,代号,序号,工具名称,代号,1,安全接头,AJ,6,防砂管,FS,11,筛管,SG,2,冲击器,CJ,7,刮蜡器,GL,12,投捞器,TL,3,抽子,CZ,8,隔热管,GR,13,坐封工具,ZF,4,防蜡器,FL,9,启动器,QD,14,5,防气锚,FQM,10,球座,QZ,使用技术参数及尺寸特征,项目,代号,单位,尺寸特征,长度,mm,外直径（,x,内直径）,mm,性能指标,工作压力,MPa,工作温度,许用载荷,kN,扭矩,kN,.m,项目,代号,单位,连接螺纹,普通螺纹,M,mm,梯形螺纹,T,mm,锯齿型螺纹,S,mm,抽油杆螺纹,in,平式油管螺纹,TBG,in,外加厚油管螺纹,UP TBG,in,钻杆正规型螺纹,REG,in,钻杆贯眼型螺纹,FH,in,钻杆内平型螺纹,IF,in,钻杆数字型螺纹,NC,in,例如：,GZ105：表示外径为105mm的公锥,GX104T：表示刚体外径为104mm的弹簧式套管刮削器,GX102J：表示刚体外径为102mm的胶筒式套管刮削器,DS110QS：表示外径为110mm的桥式结构堵塞器,AJ90 x50LJ：表示外径为90mm的连接管柱用的平安接头,LT95x540DY：表示外径为95mm、长度为540mm的普通短鱼顶打捞筒,PS106K-A：表示外径为106mm的A型空心配水器,一、开关类工具根本知识,作用：安装于井下管柱，主要用于沟通油管与套管,1、钢丝作业开关的滑套,优点：可屡次开关,缺点：深井条件下开关不太容易操作,塔里木应用情况：,塔中四、轮南、牙哈23大量应用。,一、开关类工具根本知识,2、液压动作的开关,常开阀：也叫替喷阀，用于完井前的替喷作业；,禁忌：切不可与液压坐封的封隔器一趟管柱入井。,常闭阀：也叫压井阀，用于作业前的压井作业；,优点：动作相对可靠,缺点：动作是一次性的,塔里木应用情况：,塔中四、轮南等老区大量应用。,本卷须知：常开阀必须安装在常闭阀下部,常开阀,常闭阀,二、液压坐封封隔器启动球座,作用：投球、憋压使油套产生压差以坐封封隔器。,特点：,1,、坐封后继续升压，球掉入井底，球座成为一个短接；,2,、剪钉数量可调，压力可控；,3,、可下接射孔枪串及工作筒等。,三、水力锚,作用：与封隔器配套使用，进一步确保管柱的纵向移动。,特点：,1、锚爪卡瓦依靠压差发挥作用，无压差时那么缩回失去作用；,2、必须用于封隔器上部。,主要用于注水或酸化、压裂管柱。,四、伸缩管,作用：防止在极端条件下的封隔器解封、插管拔出、管柱变形的情况。与封隔器配套使用，用于抵消因温度、压力等效应引起的管柱伸缩、变形。,特点：,1、一般可伸出3米左右，加工要求较高；,2、使用的数量可根据计算来确定。,五、井下平安阀,作用：与封隔器配套使用，井口或地面出现以外情况时可遥控或自动关井。,特点：,1,、靠液压或气压保持开启状态，使油管柱保持畅通；出现意外时泄压，在井下关井；,2,、需地面系统提供保持开启的压力和发出动作信号。,动作视频,第四章,管柱受力分析简介,1、虎克定律效应,2、螺旋弯曲效应,3、压力效应,4、温度效应,管柱的四种效应,应力与变形成正比,1,管柱在弹性极限范围内，由于受自重力和外力的作用，将产生拉伸或压缩变形。,端部外力作用：2-a,管柱自重：2-b,式中：L1变形量，m；k浮力系数，0.8726；,q管柱平均单位长度重量，kg/m。,如2 7/8油管内径62mm,外力作用：L1=4.1610-6 FLm；,自重拉伸：L1=1.710-7L2m,一、虎克定律效应,例：管柱深3000m，底部受拉伸压缩力分别为10KN、100KN，油管内、外径62mm、73mm，井内为清水，浮力系数k为0.8726。那么,外力作用10KN时：,L1=4.1610-6 FLm=0.1248m；,外力作用100KN时：,L1=4.1610-6 FLm=1.248m；,管柱自重拉伸：,L1=1.710-7L2=1.53 m,一、虎克定律效应,支撑式或卡瓦式封隔器的座封是靠上部油管的自重载荷来压缩封隔器胶筒而保持密封的。在封隔器上部的一局部油管在压缩力作用下呈螺旋弯曲状态，称螺旋弯曲效应。,二、螺旋弯曲效应,1、螺旋弯曲引起的管柱长度的缩距：,3-a,或,3-b,式中：F0管柱松弛载荷，即指重表下降载荷，KN；,L0中和点至封隔器卡瓦长度，m；,rT套管内半径，mm,二、螺旋弯曲效应,管柱内外存在压差，其作用使管柱产生轴向载荷和长度变形，称为压力效应。包括活塞效应、管柱的鼓胀效应和反鼓胀效应。,三、压力效应,1、活塞效应产生的活塞力：,4-a,活塞效应引起的管柱变形量计算：,4-b,式中：,F,1,活塞效应产生的轴向载荷，,KN,；,P,3,封隔器下部压力，,MPa,；,P,1,封隔器上部环空压力，,MPa,；,d,T,套管内径，,mm,。,三、压力效