伸缩补偿式封隔器改进与应用

马雪良

摘 要：针对分采泵分层采油井在生产中普遍存在免修期短，效果不理想等问题，对配套工具中的封隔器进行改进研发。增加锁定装置、伸缩补偿装置，有效减弱管柱弯曲对分采泵的影响程度。

关键词：分采泵；封隔器；伸缩补偿封隔器

在分层采油过程中，分采泵分层采油管柱是最有效也是分采最彻底的方式。但是由于分采泵的特殊结构，配套封隔器只能选用压重坐封系列。这必然会导致中性点下部的管柱重力施加于封隔器上，一方面使中性点下部管柱处于自重压缩状态；另一方面，极易造成处于管柱下部的细长分采泵发生弯曲变形，直接导致泵效降低，免修期变短。针对上述问题，研发了能够消除管柱弯曲，对管柱具有锚定及扶正作用的新型伸缩补偿封隔器，它对于分层采油的发展具有极其重要的现实意义。

1 结构设计

伸缩补偿封隔器结构如图1所示，主要由密封机构、坐封锁紧机构、解封机构、扶正锚定机构、伸缩补偿机构等部分组成，具有密封、锚定、锁紧、补偿管柱弯曲等作用。

密封机构主要由胶筒总成、上挡环、下挡环等组成；坐封锁紧机构主要由中心管、锥体、摩擦块挡环、滑环、卡瓦、外套、锁块、坐封销钉等组成；解封机构主要由解封销钉、滑套、伸缩管、下接头等组成；扶正锚定机构主要由卡瓦、扶正块、滑环、锥体等组成；伸缩补偿机构主要由上接头、伸缩管、密封套、销钉、密封件总成等组成。

2 工作原理

机械式伸缩补偿封隔器随分采泵管柱下入井内，到达预设分采井段两层之间位置，上提旋转下放管柱，扶正块与套管壁间的摩擦力使卡瓦张开，并卡牢在套管内壁上。同时在管柱重量的作用下，上接头、中心管一起下行，胶筒扩张密封油套环空的同时，坐封剪钉和伸缩补偿剪切一并剪断，封隔器坐封，锁紧装置锁紧胶筒，伸缩补偿机构可以上下自由伸缩。上提管柱50-80cm，坐封完成。在采油过程中，中性点下部管柱受到压力时，不会产生变形，由伸缩补偿机构抵消，起到了消除管柱弯曲的作用。

3 主要技术参数

封隔器总长度：2870mm；

最大外径：110mm；

最小通径：60mm；

坐封剪钉力：4-5吨；

伸缩剪钉力：5-6吨；

解封剪钉力：7-8吨；

适应套管内径：120-128mm。

4 技术创新点

①补偿装置采用双重密封，密封可靠。

②带有胶筒锁紧装置，当封隔器坐封后，锁紧胶筒分隔油套环空。

③坐封机理与传统Y221一致，工艺成熟可靠。

④解封力由剪钉控制，范围可调。

5 现场应用

机械伸缩补偿封隔器在乾安采油厂进行了现场试验，下井后通过产液量对比，证明封隔器密封套管成功，达到了分层采油的目的。之前通过统计，在该采油厂使用压重封隔器时的管柱免修期只有三个月左右，而使用机械伸缩补偿封隔器的分采井生产了五个月之后仍然有效，证明这种封隔器对于延长压重坐封管柱免修期能够起到了一定的作用。

典型井分析：

黑98-4-4井开采青二及青三段，通过动、静态资料判断青三段抑制青二段产能发挥，符合分层开采条件。

查看该井近三次作业情况发现，该井的作业周期约为二个月，作业原因多为抽油杆磨损腐蚀严重造成的杆断和杆脱。

鉴于之前免修期短的原因，本井分采管柱采用机械伸缩补偿分采管柱，即：桥式同心分采泵+机械伸缩补偿封隔器。2011年7月21日下入分采管柱，目前日增液3.27吨，日增油1.07吨，并且直到目前12月20日仍然正常生产，有效解决了油井免修期短的问题。

6 结论

①该工具结构设计合理，工作可靠，易于加工。

②为压重坐封管柱存在的管柱受压弯曲问题找到了一种解决途径，为广大科研工作者从另一个角度提供了解决问题的思路。

参考文献：

[1]油田用封隔器及井下工具手册[M].石油工业出版社，1981年10月.