高压单管封隔器设计说明书

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1、目录1设计的选题目的、意义11.1选题目的11.2选题意义12国内外发展研究现状23封隔器以及注水过程的工作原理43.1封隔器的工作原理43.1.1封隔器的介绍43.1.2封隔器的作用43.1.3封隔器使用范围53.1.4封隔器的主要结构以及工作原理53.2注水工艺64主要研究内容85总体方案确定85.1结构95.2坐封95.3工作过程95.4解封105.5为克服管柱蠕动对封隔器影响的结构设计106计算设计过程116.1封隔器工作参数选取116.2各部分的结构尺寸设计116.3效核327高压单管封隔器设计的可行性分析378

2、结论38谢辞39参考文献4041高压单管封隔器设计1设计的选题目的、意义1.1选题目的油田广泛运用封隔器于采油、注水及其它油井特殊作业。国内生产封隔器的厂家也不少，但关于高压封隔器产品几乎还没有，主要靠进口。同时，长期以来，对低渗透、深油藏的高压注水油田没有合适的分注工具。为此，选定此项目进行高压单管封隔器设计。1.2选题意义我国的大多数油田属非均质多油层特点，油田开采的主要矛盾是如何提高各类油层的动用程度和经济效益，达到可持续发展。在开发过程中，各油层的产量、压力和吸水能力等存在很大差异，如何合理开发多层油田，提高采收率

3、，又要可持续发展，一直是一个很重要的问题。以封隔器为中心的井下分层工具，对油层实现分采分注是极其重要的，因此对封隔器的研究对油田开发具有重要的意义。对于注水开发的油田，随着油田开发程度的加深，油井层之间矛盾日益突出，为了保持地层压力、稳定原油产量，必须采取分层注水、封堵高产水层等调整措施。41高压单管封隔器设计2国内外发展研究现状资料显示，欧美等发达国家在油田开发中采用封隔器已有近百年的历史，较早的油田封隔器是包裹在油管外面，试图将不同的液相进行隔离。油田开发初期自喷井较多，封隔器应用相对较少。类似目前所采用的封闭油管与套

4、管间环形空间的封隔器是从20世纪初开始开发使用的。有许多的专业制造公司对封隔器的研发测试都非常重视。为了合理地开发多油层非均质油田，避免层间干扰和确保各层有效生产，三十年代末，美国和苏联相继开始了分层开采工艺的研究和其他分层工艺技术(如分层注水、分层测试、分层进行增产措施)的试验，这导致了适应分层开采工艺技术的各种封隔器的发展。美国的贝克油田工具公司(BackerOilTools)，在1940年开始介入油田井下工具研究，最早开发出了可回收式封隔器，不论从制造精度上还是实用性方面都有较高水平，在世界上处于领先地位。1942年

5、，第一次双层完井使用了美国贝克工具公司制造的封隔器。1951年，用于多管完井作业用的双管封隔器也已经问世。近几十年来，随着钻井、完井工艺不断向高压、高温和复杂的深部地层方面发展，对封隔器提出了种种更高的要求，因而促使封隔器研制工作趋向专业化，研制的产品日益丰富。目前、美国参与封隔器研制、销售的厂商或公司不下于40家(还出现了专门从事封隔器研制的贝克封隔器公司)。据统计，美国有关产品目录上的封隔器品种已达500种，近几年来，则大大超过此数，并涌现出不少结构改进，性能提高的新型封隔器。1994年，美国初步研制出21／8in高效

6、可锚定单级膨胀式封隔器，在比较恶劣的工况下，具有较高的工艺操作可靠性和耐压、耐温以及抗腐蚀性能。当温度大于150℃条件下，可承压34MPa(膨胀率为2:1时)或14MPa(膨胀率为3:1时)。而苏联封隔器—般最深下至3000多米，耐压500多大气压，耐温20-350℃。我国的封隔器研究也在不断地发展，大庆采油工艺研究所的科研历程比较具有代表性。1962年4月为确保独立开发大庆油田，为油田的发展提供有效工艺技术手段，研制了475-8型水力压差封隔器和665型偏心配水器，逐步形成了“六分四清”新工艺，并在油田大面积推广应用，对

7、认识非均质多油层砂岩油田注水开发特点，充分发挥主力油层作用，为保证油田持续生产提供了有效的技术手段。从1976年到1985年，油田开采方式逐步由自喷转为机械采油，封隔器的研制基本适应了以限流法压裂完井技术为代表的机采条件下的分层压裂、分层堵水、分层测试等作业要求。从1986年到1995年，机采井数占油井总数的99.3%，针对地表油层和油田外围储量差、油层薄的油田的增效开采和油井的大修，根据“稳油控水”41高压单管封隔器设计目标的需要，先后为注水、产液、储采作业研制了配套的封隔器。近年来封隔器的用量越来越大，作用更加明显，同

8、时对封隔器的性能要求更加严格。我国不断地吸取和引进国外的封隔器研发技术，现已初步形成了一定规模的封隔器研发队伍，并开发出了很多适合我国油田现状的新型封隔器。先后研制和使用了从机械式到水力式，从压差式到自封式的各种类型的封隔器及相应的配套工具。封隔器的密封材料的使用也不再仅限于橡胶，相继出现了金属封隔、尼