伸縮補償式封隔器改進與應用

馬雪良

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

關鍵詞：分采泵；封隔器；伸縮補償封隔器

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構，配套封隔器只能選用壓重坐封系列。這必然會導致中性點下部的管柱重力施加于封隔器上，一方面使中性點下部管柱處于自重壓縮狀態；另一方面，極易造成處于管柱下部的細長分采泵發生彎曲變形，直接導致泵效降低，免修期變短。針對上述問題，研發了能夠消除管柱彎曲，對管柱具有錨定及扶正作用的新型伸縮補償封隔器，它對于分層采油的發展具有極其重要的現實意義。

1 結構設計

伸縮補償封隔器結構如圖1所示，主要由密封機構、坐封鎖緊機構、解封機構、扶正錨定機構、伸縮補償機構等部分組成，具有密封、錨定、鎖緊、補償管柱彎曲等作用。

密封機構主要由膠筒總成、上擋環、下擋環等組成；坐封鎖緊機構主要由中心管、錐體、摩擦塊擋環、滑環、卡瓦、外套、鎖塊、坐封銷釘等組成；解封機構主要由解封銷釘、滑套、伸縮管、下接頭等組成；扶正錨定機構主要由卡瓦、扶正塊、滑環、錐體等組成；伸縮補償機構主要由上接頭、伸縮管、密封套、銷釘、密封件總成等組成。

2 工作原理

機械式伸縮補償封隔器隨分采泵管柱下入井內，到達預設分采井段兩層之間位置，上提旋轉下放管柱，扶正塊與套管壁間的摩擦力使卡瓦張開，并卡牢在套管內壁上。同時在管柱重量的作用下，上接頭、中心管一起下行，膠筒擴張密封油套環空的同時，坐封剪釘和伸縮補償剪切一并剪斷，封隔器坐封，鎖緊裝置鎖緊膠筒，伸縮補償機構可以上下自由伸縮。上提管柱50-80cm，坐封完成。在采油過程中，中性點下部管柱受到壓力時，不會產生變形，由伸縮補償機構抵消，起到了消除管柱彎曲的作用。

3 主要技術參數

封隔器總長度：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；

適應套管內徑：120-128mm。

4 技術創新點

①補償裝置采用雙重密封，密封可靠。

②帶有膠筒鎖緊裝置，當封隔器坐封后，鎖緊膠筒分隔油套環空。

③坐封機理與傳統Y221一致，工藝成熟可靠。

④解封力由剪釘控制，范圍可調。

5 現場應用

機械伸縮補償封隔器在乾安采油廠進行了現場試驗，下井后通過產液量對比，證明封隔器密封套管成功，達到了分層采油的目的。之前通過統計，在該采油廠使用壓重封隔器時的管柱免修期只有三個月左右，而使用機械伸縮補償封隔器的分采井生產了五個月之后仍然有效，證明這種封隔器對于延長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、靜態資料判斷青三段抑制青二段產能發揮，符合分層開采條件。

查看該井近三次作業情況發現，該井的作業周期約為二個月，作業原因多為抽油桿磨損腐蝕嚴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械伸縮補償分采管柱，即：橋式同心分采泵+機械伸縮補償封隔器。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，有效解決了油井免修期短的問題。

6 結論

①該工具結構設計合理，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角度提供了解決問題的思路。

參考文獻：

[1]油田用封隔器及井下工具手冊[M].石油工業出版社，1981年10月.