丢的结构

Ｃｈｉｎａ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｖｉｅｗ

液压封隔器丢手管柱结构改进与应用

付勇 庞震

（１．中石化胜利油田井下作业公虱２．中石化胜利油田胜利采油厂）

应用技术

●Ｉ

［摘要］采用液压封隔器卡水、分层的工艺管柱由于其先进性必将会越来越广泛地得到应用，但是从现场应用的情况来看，该工艺管柱的施工成功率较之

常规工艺管柱要低。针对液压封隔器丢手工艺管柱的中途坐封，或难以丢手等问题进行了分析，提出了改进措施，优化设计了该工艺管柱，对封隔器的坐封机构以

及坐封启动压差进行了改进，设计ｃＫＦ常开阀以及ＤＹ可倒扣液压丢手等工具。现场应用改进后的工具和工艺情况表明，作业施工成功率１００％，降低了作业成本和

难度，提高了作业施工的成功率。目前油田的绝大部分油区都已进入高含水开采阶段，主力油层大多被非主力油层接替，深井、斜井、定向井及水平井等特殊井的数

量越来越多，分层也越来越细，井况日趋恶化，使老油区原油稳产难度增大。油井实施机械分层卡堵水采油技术，封掉高含水层以控制油井含水的上升，达到有效提

液的目的。

［关键词］封隔器；丢手管柱；倒扣；长开阀

中图分类号：Ｃ３９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－９１４Ｘ（２０１４）１１－０３４３－０１

近几年，随着油田挖潜力度的不断加大，油井泵深不断增大，封隔器施工难

度也逐渐增加，对封隔器改进是非常重要的。本文主要针对Ｙ４４卜Ｙ３４１两种封

隔器施工成功率低进行研究找到原因，根据原因进行改进，从而达到提高施工

效率的效果。

１管柱结构及工作原理

该工艺管柱主要由Ｙ４４１型液压封隔器、Ｙ３４１型液压封隔器、ＹＤＳ－￣手工

具、单流阀等配套工具组成。管柱下至设计位置后，油管憋压，液压封隔器坐封，

继续打压，丢手工具丢手，起出上部管柱，下人生产管柱即可生产。该管柱既可

满足直井的使用要求，又能满足大斜度井甚至水平井的使用要求。液压封隔器

卡水、分层工艺管柱由于其先进性必将越来越广泛地被应用。但是从现场应用

的情况来看，液压封隔器仍存在施工成功率较低的缺点。

（１）少量井中封隔器密封效果差，（２）液压封隔器在下井过程中存在中途坐

封的问题。其原因一是结构设计不尽完善；二是使用单位对其性能和要求不熟

悉，作业失误，导致封隔器中途坐封；（３所用油管特别是１日油管的质量普遍偏

低，旧油管存在长期受腐蚀或者偏磨，以至于部分旧油管强度难以达到所需要

的丢手控制压力而无法丢手，造成不得不重新起下管柱。

２改进簟流阀结构以降低水击压力

所谓水力冲击现象，也就是有压系统中由于管路工作状态的突然改变，使

液体流速发生急剧变化，引起管内压强在大范围内波动，形成水击现象。操作

上，对于下井封隔器管柱而言，取决于提、刹、放的缓和程度（ｇＯ延长速度变化的

时间）。如果猛提、猛刹、猛放，则会产生巨大的水击压力。从管柱结构上，我们可

以进行设计，使得下放施工管柱的时候，液流的速度变化大大地减缓，以此大大

地降／ｆ，ｚｋ击压力。解决方法是施工作业接单根时，管柱内液流通道保持通畅。为

此设计了一套常开阀。结构如图１。

１ ＣＥＦ需了ｆ 的结构示意

壳体；霪 ； 镪球； 黪 垮 鑫黪熬

３改进封隔器的坐封机构

原有的封隔器的坐封机构不完善。由于施工作业操作不当急停管柱时坐封

活塞会受到向下的惯性力和水力冲击，这个力大得足以剪断坐封启动剪钉，引

起中途坐封。经过对封隔器该部件的分析，设计采用液压活塞上行剪断剪钉的

结构，活塞的惯性力将传递给中心管，不再作用在剪钉上。这就消除了活塞惯性

力的冲击，避免了工具下井过程中突停突放或者由于冲击、震动等原因造成中

途坐封，提高封隔器的坐封启动压力。

４现场应用 ．

该卡水分层采油工艺管柱在油田现场施工一次成功率１００％，累计增油７．

９万吨，减少重复作业２１井次，创直接经济效益６１２５万元。以书幸井为例。是一口侧

钻水平井，作业前全井合采，含水已高达９９．２％，作业后封住悬挂器处漏失层，

生产侧钻水平段和直井段的一个油层，含水降至５６％，效果明显。作业施工时未

因为水力冲击或者惯性力的影响而出现中途坐封，坐封打压至１４ＭＰａ，油管泄

露，难以采取液压方式丢手。此时液压封隔器已正常坐封。如果采用常规液压丢

手工具，则必须起出全部管柱，重新作业。施工设计封漏分层采油工艺管柱时，

采用了可倒扣液压丢手ＹＸＤ，故上提负荷１６ｋＮ，将油管正转２９圈后，负荷突降，

表明丢手成功。

５结论

（１）管柱不仅适用于直井，而且适用于定向井、大斜度井以及水平井；

（２）改进后的封隔器坐封、解封可靠，承压能力高，可达３ＯＭＰａ，适于高压水

层的卡封；

（３）封隔器不受交变载荷的作用，延长了封隔器使用寿命；

（４）完井后管柱处于自重伸长状态，丢手管柱不受生产管柱蠕动的影响，无

螺旋弯曲，有杆泵采油时改善了杆、管、泵的工作条件，有利于减少磨损，控制冲

程损失，提高泵效，

（５）检泵作业时，仅将生产管柱起出，实现了深井浅修，

（６）作业施工时，可以减缓水力冲击，消除液压封隔器活塞的惯性力，同时有

倒扣丢手方式作为液压丢手方式的有利补充；

（７）正常生产时，保持生产通道的顺畅，减少进油阻力，提高了泵效。

（８）采取以上措施对液压封隔器工艺管柱进行了改进，保证了工具的可靠

性，降低了作业成本和难度，提高了作业施工的成功率，具有重大经济效益和社

会效益。

参考文献

［１】董国永．井下作业ＨｓＥ风险管理【Ｍ】．北京：石油工业出版社，２００２．

［２】聂海光．油气田井下作业修井工程［ｍ】．北京：石油工业出版社，２００２．

［３】孙振纯．井控设备［Ｍ】．北京：石油工业出版社，１９９７．

务年限大大延长。

１１ 施工设备选取

打眼机选用ＹＴ＿一－２９型风动凿岩机，锚索机选用Ｍ １＿一７Ｏｃ型，喷浆机选用

鹤ＩＶ一５．５ＫＷ。

１２．施工顺序

循环进度１．６米，循环作业完成以完成工作面支护和出净货为标志即完成

喷碹工作和出净货。接班打眼装药，爆破完成开帮、打锚杆、挂网、打锚索、架棚、

最后喷碹。（见断面图１）

１３ 施工中技术要求

１３．１、必须采用光面爆破，爆破后巷道断面轮廓符合设计要求。为挂网架棚

喷射混凝土创造条件。

ｌ３．２、尽量缩短空顶时间，严格控制片帮，抽冒现象的发生，使用好临时支

护。

１３．３、施工中采取多打眼、少装药、放震动炮的方法。

１４，结论

１４．１、采用工字钢或ｕ型棚支护，服务年限短，维修次数多，造成工资费用

高，材料消耗多，同时存在安全隐患多。过断层破碎带时顶板不容易控制，容易

造成抽顶，增加维护难度和费用。

１４．２、采用锚索网加ｕ型棚喷碹联合支护，施工工艺比较简单并且安全可

靠，使用过程中几乎不需要进行维修，相比工资费用低，材料消耗少，单位成本

低，可以说一次成巷，此方法适用煤岩掘进巷道。

作者简介

颜承杰（１９６６一），男，毕业于黑龙江科技大学，采矿专业，大学学历，助理工

程师 现任龙煤鹤岗分公司振兴煤矿整备区技术区长。

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