伸縮補(bǔ)償式封隔器改進(jìn)與應(yīng)用

馬雪良

摘 要：針對(duì)分采泵分層采油井在生產(chǎn)中普遍存在免修期短，效果不理想等問題，對(duì)配套工具中的封隔器進(jìn)行改進(jìn)研發(fā)。增加鎖定裝置、伸縮補(bǔ)償裝置，有效減弱管柱彎曲對(duì)分采泵的影響程度。

關(guān)鍵詞：分采泵；封隔器；伸縮補(bǔ)償封隔器

在分層采油過程中，分采泵分層采油管柱是最有效也是分采最徹底的方式。但是由于分采泵的特殊結(jié)構(gòu)，配套封隔器只能選用壓重坐封系列。這必然會(huì)導(dǎo)致中性點(diǎn)下部的管柱重力施加于封隔器上，一方面使中性點(diǎn)下部管柱處于自重壓縮狀態(tài)；另一方面，極易造成處于管柱下部的細(xì)長(zhǎng)分采泵發(fā)生彎曲變形，直接導(dǎo)致泵效降低，免修期變短。針對(duì)上述問題，研發(fā)了能夠消除管柱彎曲，對(duì)管柱具有錨定及扶正作用的新型伸縮補(bǔ)償封隔器，它對(duì)于分層采油的發(fā)展具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

伸縮補(bǔ)償封隔器結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由密封機(jī)構(gòu)、坐封鎖緊機(jī)構(gòu)、解封機(jī)構(gòu)、扶正錨定機(jī)構(gòu)、伸縮補(bǔ)償機(jī)構(gòu)等部分組成，具有密封、錨定、鎖緊、補(bǔ)償管柱彎曲等作用。

密封機(jī)構(gòu)主要由膠筒總成、上擋環(huán)、下?lián)醐h(huán)等組成；坐封鎖緊機(jī)構(gòu)主要由中心管、錐體、摩擦塊擋環(huán)、滑環(huán)、卡瓦、外套、鎖塊、坐封銷釘?shù)冉M成；解封機(jī)構(gòu)主要由解封銷釘、滑套、伸縮管、下接頭等組成；扶正錨定機(jī)構(gòu)主要由卡瓦、扶正塊、滑環(huán)、錐體等組成；伸縮補(bǔ)償機(jī)構(gòu)主要由上接頭、伸縮管、密封套、銷釘、密封件總成等組成。

2 工作原理

機(jī)械式伸縮補(bǔ)償封隔器隨分采泵管柱下入井內(nèi)，到達(dá)預(yù)設(shè)分采井段兩層之間位置，上提旋轉(zhuǎn)下放管柱，扶正塊與套管壁間的摩擦力使卡瓦張開，并卡牢在套管內(nèi)壁上。同時(shí)在管柱重量的作用下，上接頭、中心管一起下行，膠筒擴(kuò)張密封油套環(huán)空的同時(shí)，坐封剪釘和伸縮補(bǔ)償剪切一并剪斷，封隔器坐封，鎖緊裝置鎖緊膠筒，伸縮補(bǔ)償機(jī)構(gòu)可以上下自由伸縮。上提管柱50-80cm，坐封完成。在采油過程中，中性點(diǎn)下部管柱受到壓力時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生變形，由伸縮補(bǔ)償機(jī)構(gòu)抵消，起到了消除管柱彎曲的作用。

3 主要技術(shù)參數(shù)

封隔器總長(zhǎng)度：2870mm；

最大外徑：110mm；

最小通徑：60mm；

坐封剪釘力：4-5噸；

伸縮剪釘力：5-6噸；

解封剪釘力：7-8噸；

適應(yīng)套管內(nèi)徑：120-128mm。

4 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

①補(bǔ)償裝置采用雙重密封，密封可靠。

②帶有膠筒鎖緊裝置，當(dāng)封隔器坐封后，鎖緊膠筒分隔油套環(huán)空。

③坐封機(jī)理與傳統(tǒng)Y221一致，工藝成熟可靠。

④解封力由剪釘控制，范圍可調(diào)。

5 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

機(jī)械伸縮補(bǔ)償封隔器在乾安采油廠進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，下井后通過產(chǎn)液量對(duì)比，證明封隔器密封套管成功，達(dá)到了分層采油的目的。之前通過統(tǒng)計(jì)，在該采油廠使用壓重封隔器時(shí)的管柱免修期只有三個(gè)月左右，而使用機(jī)械伸縮補(bǔ)償封隔器的分采井生產(chǎn)了五個(gè)月之后仍然有效，證明這種封隔器對(duì)于延長(zhǎng)壓重坐封管柱免修期能夠起到了一定的作用。

典型井分析：

黑98-4-4井開采青二及青三段，通過動(dòng)、靜態(tài)資料判斷青三段抑制青二段產(chǎn)能發(fā)揮，符合分層開采條件。

查看該井近三次作業(yè)情況發(fā)現(xiàn)，該井的作業(yè)周期約為二個(gè)月，作業(yè)原因多為抽油桿磨損腐蝕嚴(yán)重造成的桿斷和桿脫。

鑒于之前免修期短的原因，本井分采管柱采用機(jī)械伸縮補(bǔ)償分采管柱，即：橋式同心分采泵+機(jī)械伸縮補(bǔ)償封隔器。2011年7月21日下入分采管柱，目前日增液3.27噸，日增油1.07噸，并且直到目前12月20日仍然正常生產(chǎn)，有效解決了油井免修期短的問題。

6 結(jié)論

①該工具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，工作可靠，易于加工。

②為壓重坐封管柱存在的管柱受壓彎曲問題找到了一種解決途徑，為廣大科研工作者從另一個(gè)角度提供了解決問題的思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]油田用封隔器及井下工具手冊(cè)[M].石油工業(yè)出版社，1981年10月.