基于注蒸汽密封器的原理及其應(yīng)用分析

柴志文（中國石油天然氣股份有限公司遼河油田分公司金馬油田開發(fā)公司，遼寧盤錦124010）

基于注蒸汽密封器的原理及其應(yīng)用分析

柴志文（中國石油天然氣股份有限公司遼河油田分公司金馬油田開發(fā)公司，遼寧盤錦124010）

注蒸汽密封器主要用于稠油井注蒸汽采油，在實(shí)際的采油過程中，在蒸汽吞吐或者蒸汽驅(qū)井中放入隔熱管，再在油層的射孔井段上方將封隔器進(jìn)行坐封操作，目的是防止高溫高壓的環(huán)境會造成高壓蒸汽，侵入套管，對套管造成熱損失。而當(dāng)前采油設(shè)施中使用的封隔器，很可能因?yàn)榕c管柱做伸縮操作而造成摩擦損壞，本文就原K361封隔器的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善，提出帶伸縮功能的注蒸汽密封器。

注蒸汽密封器；設(shè)備原理；應(yīng)用分析；封隔器

注蒸汽開采稠油法已經(jīng)作為當(dāng)前國內(nèi)外廣泛使用的開采稠油、超稠油方法。而隨著采油技術(shù)的日益發(fā)達(dá)，世界上很多豐富的稠油資源都被開發(fā)起來，且呈現(xiàn)逐年增長的趨勢。而作為注蒸汽采油的重要設(shè)施，K361封隔器設(shè)備是采油系統(tǒng)設(shè)備中非常關(guān)鍵的設(shè)施。而隨著采油的逐漸發(fā)展，基于K361封隔器的改善，人們開發(fā)出一種帶伸縮功能的補(bǔ)償器注蒸汽密封器。這種密封器不僅實(shí)現(xiàn)了自動坐封，還具有很好的密封效果，且解封方便可靠，非常適用于小洼油田的稠油開采。

一、注蒸汽密封器的原理及結(jié)構(gòu)分析

1.密封器的結(jié)構(gòu)分析

K361型號的注蒸汽密封器，其主要由密封器與伸縮管結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式，以組成帶伸縮的補(bǔ)償器注蒸汽密封器。當(dāng)要進(jìn)行坐封時(shí)，密封器受到熱膨脹，密封的油套管環(huán)形空間上，伸縮管可以在空間內(nèi)進(jìn)行自由伸縮，以補(bǔ)償主蒸汽管柱中的伸縮變化。密封器構(gòu)成主要有以下幾個(gè)部分，上鋼碗、下鋼碗、密封筒以及熱敏金屬片、調(diào)節(jié)環(huán)、泄壓閥等零部件，需要特別注意的是，運(yùn)行時(shí)需要在密封筒的內(nèi)腔內(nèi)注入膨脹液，以促進(jìn)其膨脹。伸縮管則由上下接頭、伸縮光管、盤根盒以及伸縮外管等部件組成，其中密封器就是伸縮光管的滑動區(qū)域。

2.密封器的原理分析

注蒸汽密封器設(shè)備內(nèi)設(shè)置有一圈熱敏片，當(dāng)注入蒸汽以后，這一圈熱敏片會因?yàn)槭軣岫鴵锨a(chǎn)生變形，并向外擴(kuò)張到密封筒中。且當(dāng)溫度逐漸升高，其擴(kuò)張變形的程度就越大。當(dāng)擴(kuò)張到密封筒緊貼著套管后，就可以開始初次坐封。在這一過程中，膨脹液體會隨著注蒸汽的溫度升高而逐漸膨脹，最后鼓脹至密封筒內(nèi)，形成完全的坐封，并達(dá)到密封油套管環(huán)形空間的目的。因膨脹液體的膨脹量主要是由溫度來決定的，一旦溫度過高，密封筒內(nèi)的壓力就會超高，當(dāng)超過限制時(shí)，為防止其脹破密封筒，泄壓閥的發(fā)片會自動爆破泄壓。而爆破后的閥片孔還可以繼續(xù)注蒸汽以維持密封筒的繼續(xù)擴(kuò)張與密封。最后，當(dāng)停止對設(shè)備進(jìn)行注蒸汽后，當(dāng)需要將密封器起出時(shí)，只需上提到伸縮光管，并拉動泄壓閥中的剪切套，最后打開泄壓銷，釋放密封筒，順利的起出密封器。

二、基于注蒸汽的密封器特點(diǎn)與使用方法

1.主要特點(diǎn)

就上述分析的注蒸汽的密封器改造后，主要通過熱敏片的機(jī)械擴(kuò)張與膨脹液的受壓膨脹，作用于擴(kuò)張密封筒，這種方式不僅實(shí)現(xiàn)了超強(qiáng)的密封性能，更有扶正的作用。而設(shè)備中泄壓閥的設(shè)置不僅能夠防止密封筒的超壓爆破，針對起出操作時(shí)，還能泄壓以釋放密封器，這樣的設(shè)置能夠保證其設(shè)備的安全性。事實(shí)上，基于K361改造后的系統(tǒng)其伸縮管下部預(yù)留了一段伸縮距，目的就是防止密封器的蠕動，延長密封器的工作壽命。眾所周知，密封筒的動力來源就是蒸汽的溫度，當(dāng)溫度低于了120℃時(shí)，密封筒的尺寸就會產(chǎn)生擴(kuò)張，從而導(dǎo)致不能有效的密封，而當(dāng)溫度高于了320℃時(shí)，有會超過密封筒的極限，密封也會失效。所以針對這樣的情況，改造后的注蒸汽密封適用于淺井，且溫度低于250℃時(shí)，可以專門以膨脹液為主，反之則以熱敏片為主。

2.具體使用方法

基于K361+ss型改造后的注蒸汽密封器必須根據(jù)采油井下的深度以及注蒸汽的溫度參數(shù)，來選擇恰當(dāng)?shù)纳炜s距。首先，按照相關(guān)規(guī)定與施工方法要求，充分做好施工設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備，確定好密封器的放入位置。需要特別注意的是，密封器放入時(shí)，一定要處理好與套管接箍之間的操作，要求尾管的重量控制在20KN以下。其次，按照施工設(shè)計(jì)好的位置將密封器下放到預(yù)定的深度，完成井注蒸汽。最后，當(dāng)需要起出密封器時(shí)，只需要上提管柱，打開泄壓閥等待密封筒釋放和收縮后，就能輕松簡單的提出密封器。

需要特別注意的是K361+ss的注蒸汽密封器，其對溫度的敏感性較強(qiáng)，所以應(yīng)在保存在常溫下，禁止接近火源、熱源或者暴曬。尤其在搬運(yùn)進(jìn)場或者在進(jìn)行連接操作時(shí)，必須做好密封筒的保護(hù)措施，防止因剮蹭或者碰撞對密封筒造成影響。尤其是在下井的過程中，一定要做好剪斷泄壓閥的銷釘工作。

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