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1、1、自封式封隔器的工作原理自封式的封隔器就是靠封隔件外經與套管內徑的過盈和壓差以實現密封的封器。以自封式封隔器——Z331系列為例,簡要說明其工作原理。Z331系列封隔器的工作原理:(1)坐封:Z331封隔器是一種自封式封隔器,在下井后,依靠皮碗與套管內徑的微小過盈使皮碗適度貼緊在套管內壁上,將封隔器上下兩端的環(huán)形空間隔開。當皮碗張開端壓力大于另一端壓力時,此壓力差使皮碗進一步張開,更緊地貼在套管內壁上,從而使封隔器皮碗與套管內壁密封良好,達到封隔環(huán)空的目的。當封隔器兩端存在與上述方向相反的壓力差時,將迫使封隔器皮碗收縮,此時,封隔器上下兩端相互連通。
2、所以,Z331封隔器屬于單向承壓型封隔器。(2)解封:在下次作業(yè)需要解封提管柱時,直接上提管柱即可提出封隔器,此時一般增加負荷2~5kN。由上述可知:Z331封隔器不需要專門的坐封和解封操作程序,坐、解封方便可靠,而且當地層少量出砂或有其它機械雜物時,仍可加大提升負荷(50~80kN)將皮碗拉壞,方便地提出井.內管柱,避免了更復雜的井下作業(yè),這是其它封隔器無法做到的。2、壓縮式封隔器的工作原理壓縮式的封隔器就是靠軸向力壓縮封隔件,使封隔件直徑變大以實現密封的封隔器。以Y441B型雙向錨定封隔器為例簡要說明其工作原理:Y441B型雙向錨定封隔器是一種單卡
3、瓦雙錐體錨定式封隔器,它利用液壓坐封、提放管柱解封。Y44lB型雙向錨定封隔器主要由平衡、密封、坐封、鎖緊、錨定和解封六大部分組成。工作原理:(1)坐封封隔器下至設計位置后,從油管加液壓,液壓力傳入封隔器液缸后,推動下活塞下行將卡瓦撐開并錨定在套管上,同時上活塞鎖塊被釋放,此時液壓力推動上活塞上行壓縮封隔件,封閉油套環(huán)空,卸壓后鎖緊機構鎖緊,防止封隔件回彈。坐封平衡機構的設計可平衡中心管的受力,防止內外中心管產生相對位移。(2)承壓工作時,由于封隔件上下液體壓力不同將產生一定的液壓力,而這些力均可通過錨定機構作用到套管上。承壓平衡室的設計則可保證中心管
4、不受向上的作用力。工作時液壓力不能使封隔器解封。(3)解封上提管柱,錨定機構不動,中心管隨管柱一起上行,剪斷解封剪釘,釋放解封鎖塊,封隔件被釋放;再上行,上拔上錐體,卡瓦脫離套管,封隔器完全解封。Y441B型封隔器設計有下錐體脫卡機構,若下錐體在解封過程中不能脫卡時,可下放管柱,給下錐體施加向下的作用力,使其脫卡。3.楔入式封隔器的工作原理楔入式的封隔器就是靠楔入件楔入封隔件,使封隔件直徑變大以實現密封的封隔器。4、擴張式封隔器的工作原理擴張式的封隔器就是一定壓力的液體,作用于封隔件的內腔,使封隔件直徑擴大以實現密封的封隔器。以K331型熱敏金屬擴張式
5、封隔器為例簡要說明其工作原理:K331型熱敏金屬擴張式封隔器是稠油熱采中的一種重要工具。熱采封隔器是稠油開采中十分重要的井下工具,其性能的好壞直接影響注汽效果和套管的使用壽命。工作原理:該封隔器使用的一種關鍵材料是熱敏金屬,熱敏金屬材料是由上下兩種不同的組元層構成的,即高膨脹層和低膨脹層。當溫度升高時由于兩個組元層熱膨脹系數不同而迫使板材本身發(fā)生撓曲變形從而產生變形力。封隔器下入井內指定位置后,當注入熱蒸汽時,由于溫度升高,熱敏金屬開始動作,當溫度達到200℃時,熱敏金屬件即可推動密封膠筒擴張直至與套管內壁接觸,實現初步座封。初步座封后,套管內封隔器的
6、上下兩端形成壓力差,通過平衡氣孔的熱蒸汽繼續(xù)推動密封膠筒向外擴張,實現了自動座封。此時座封力為熱敏金屬件和注入蒸汽壓力的合力。由于注汽壓力對座封起到了補充作用,所以注汽壓力越大,密封壓力也越大,保證了密封的持久性與可靠性。實現座封后,封隔器下端的汽流作用在件⑤上,使其向上運動,防止密封膠筒從壓環(huán)中脫出,并壓縮膠筒提高密封性。在注汽管柱螺紋密封的前提下,可保證封隔器上部套壓為零。停止注汽后,密封膠筒自動回收,實現解封,即可進行下一步作業(yè)。由于密封膠筒回收徹底,所以封隔器解封后上提時不會發(fā)生遇卡現象。