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封隔器系指具有彈性密封元件,并籍此封隔環(huán)形空間,隔絕產(chǎn)層,以控制產(chǎn)(注)液,保護(hù)套管的井下工具. 其滿足采油工藝要求?;居糜诜謱釉囉?、采油、找水、堵水和酸化。不僅能單獨(dú)使用(以井底支撐),也可和卡瓦封隔器或支撐卡瓦配套使用。
在采油工程中封隔器用來(lái)分層,封隔器上設(shè)計(jì)有采油通道,坐封時(shí),活塞套上行,采油通道被打開(kāi);坐封后,上層壓力作用在平衡活塞上,向上推膠筒,使解封銷釘免受剪切力;解封時(shí),靠膠筒與套管的摩擦力剪斷解封銷釘,活塞套下行,關(guān)閉采油通道。根據(jù)密封部位不同,可分為兩種。一種是油套與套管(或裸眼井壁)之間的密封,謂之“外密封”;一種是油管或油管密封短接(也稱密封段)與封隔器內(nèi)腔(或密封腔容座)之間的密封,謂之“內(nèi)密封”。 目前常用的封隔器分為兩大類:可取式封隔器和久式封隔器。 對(duì)于封隔器本身來(lái)說(shuō),最關(guān)鍵的部件莫過(guò)于彈性密封元件,有人比之為封隔器的心臟,因?yàn)樗诤艽蟪潭壬嫌绊懮踔翛Q定著封隔器系統(tǒng)井下工作的成敗。
隨著石油工業(yè)的興起和發(fā)展,伴隨著封隔器的問(wèn)世和演變,早期的封隔器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,用途單一、性能低下。1863年美國(guó)的布賴森發(fā)明了裸眼封隔器,1863年美國(guó)的圖爾特發(fā)明了一種開(kāi)有油、套壓連通孔的單膠筒封隔器,其膠筒是在錐形體的楔入作用下膨脹的。隨后美國(guó)的封隔器研究又加快了步伐。蘇聯(lián)30年代初,阿塞拜疆油田首先采用正反扣螺栓式封隔器,1963年阿塞拜疆礦機(jī)研究所研制了結(jié)構(gòu)比較完善的尾管式封隔器,但其下入深度只有300~650米,有效工作壓差不超過(guò)2.5MPa。
國(guó)內(nèi)由于油藏類型多、工藝復(fù)雜,因此研制應(yīng)用的分采分注工藝管柱和配套工具在種類和工藝適應(yīng)性方面強(qiáng)于國(guó)外,基本滿足生產(chǎn)需要。工藝及工具的整體設(shè)計(jì)水平與國(guó)外相近,在某些領(lǐng)域甚至超越國(guó)外水平,但整體性能與國(guó)外相比仍有較大差距,主要表現(xiàn)在原材料、加工工藝等方面,特別是井下密封材料國(guó)內(nèi)沒(méi)有大的突破。近幾十年,隨著鉆井、完井工藝不斷向高壓、高溫和復(fù)雜的深部地層方面發(fā)展,也因此對(duì)封隔器提出了更高的要求。
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