新型侧钻坐封器的设计.pdf

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1、·机械研究与应用·2014年第3期(第27卷，总第131期)设计与制造新型侧钻坐封器的设计高峰，曾涛，王国军(1．西南石油大学机电工程学院，四川成都610500；2．中国石化中原石油工程公司井下特种作业公司，河南濮阳457000)摘要：套管开窗侧钻技术的核心是要有可靠的高效率的开窗工具，坐封器是套管开窗工具的最为重要的部件之一。针对解决小井眼侧钻过程中出现的斜向器下移、转向所造成的井眼报废等事故，采用液压悬挂式、单卡瓦双作用镶嵌硬质合金齿的坐封设计方案，通过合理布置硬质合金齿，使其具有双卡瓦单作用的

2、坐封效应，可实现在预定深度的可靠坐封。关键词：开窗侧钻；液压坐封器；硬质合金；卡瓦；小井眼中图分类号：TH12文献标志码：A文章编号：1007-4414(2014)03-0143-03ADesignofNew-patternSidetrackingSettingPackerSlipsGA0Feng．ZENGTao．WANGGuo—jun(J．SchoolofMechatronicEngineering，SouthwestPetroleumUnivemity，ChengduSichuan610500，

3、China；2．SpecialDownholeOperationCompany，SinopecZhongyuanPetroleumEngineeringCompany，PuyangHenan457000，China)Abstract：Thecoretechnologyofsidetrackingistohavereliableandeficientfenestrationtools，settingpackerisoneofthemostimportantcomponents．Thisdesignai

4、mstosolvetheproblemsaswellscrapcausedbydrillingwhipstockslipandrotationduringsidetrackingofslimhole．Thetooluseshydraulicsuspensiontypeandsingleslipsdualroleofmosaiccarbideteethset-tingdesign，throughrationalarrangementofcementedcarbideteeth，ithasthedoub

5、lecavasandsingle—actingsittingclosureeffect，thereliableanchoringofbookdepthcanberealized．Keywords：sidetracking；hydraulicseuingpacker；cementedcarbide；slips；slimholeO引言钻时斜向器周向转动。这一结构大大缩短了斜向器套管井开窗侧钻是中后期油田低成本开发剩余开窗工具的总长度，有利于施工的安全性。油气藏和套损井恢复产能的重要手段之一。目前，窗1新

6、型侧钻坐封器结构及工作原理口形成的形式以斜向器开窗居多，其卡瓦是侧钻坐封1．1新型侧钻坐封器的结构器最重要部件之一，在侧钻开窗时如果卡瓦失效或卡新型侧钻坐封器结构如图2所示，实现了全液压瓦的支撑力量不足而导致卡瓦下滑将引起侧钻开窗驱动，双缸联动加压，单卡瓦双作用坐封。双缸联动的失败⋯。卡瓦牙齿的几何形状、数量、布齿方式，加压为卡瓦牙吃人套管内壁提供足够的坐封力，使之卡瓦的结构，材料等都将影响到卡瓦与套管间的咬合能承受较大的轴向载荷和周向载荷，在剧烈振动下钻力分布J。常见的侧钻坐封器卡瓦系统分为上下两

7、进切削套管不会松动，确保侧钻井整个施工过程斜向组，其间相距1In左右，上组卡瓦主要防止转动，下组器稳定可靠。卡瓦主要防止下滑J。笔者设计的新型侧钻坐封器卡瓦是通过采用硬质合金镶齿结构使单卡瓦同时实现防转动、防下滑的作用，即双作用，如图1所示。图2新型侧钻坐封器结构图1．上缸体2．限位马牙3．活塞4．硬质合金齿5．卡瓦本体6．卡瓦座7．O型密封圈8．防松螺钉9．下缸体10．O型密封圈11．限球套12．O型密封圈l3．钢球14．剪钉图1卡瓦布齿的蔓维实体模型15．弹簧l6．缸体接头单卡瓦双作用结构是指：

8、在单片卡瓦牙上分布有1．2新型侧钻坐封器的工作原理17颗硬质合金镶齿，中间9颗齿主要承受侧钻时的当工具下到预定的侧钻位置时，开启钻井泵，钻轴向力，防止斜向器下滑，上下各4颗齿主要防止侧井液通过限位马牙进入到达活塞的上端面及缸体接收稿日期：2014—04—17作者简介：高峰(1988一)，男，四川泸州人，在读硕士，主要从事井下工具设计与研究方面的工作。·143·设计与制造2014年第3期(第27卷，总第131期)·机械研究与应用·头的上端面，并在限球套节流孔的上下面形成