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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(jīng)與套管內(nèi)徑的過盈和壓差以實現(xiàn)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(nèi)徑的微小過盈使皮碗適度貼緊在套管內(nèi)壁上,將封隔器上下兩端的環(huán)形空間隔開。當(dāng)皮碗張開端壓力大于另一端壓力時,此壓力差使皮碗進(jìn)一步張開,更緊地貼在套管內(nèi)壁上,從而使封隔器皮碗與套管內(nèi)壁密封良好,達(dá)到封隔環(huán)空的目的。當(dāng)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(fù)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(dāng)?shù)貙由倭砍錾盎蛴衅渌鼨C(jī)械雜物時,仍可加大提升負(fù)荷(50~80kN)將皮碗拉壞,方便地提出井.內(nèi)管柱,避免了更復(fù)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(xiàn)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(shè)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(jī)構(gòu)鎖緊,防止封隔件回彈。坐封平衡機(jī)構(gòu)的設(shè)計可平衡中心管的受力,防止內(nèi)外中心管產(chǎn)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(chǎn)生一定的液壓力,而這些力均可通過錨定機(jī)構(gòu)作用到套管上。承壓平衡室的設(shè)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(jī)構(gòu)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(shè)計有下錐體脫卡機(jī)構(gòu),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(xiàn)密封的封隔器。4、擴(kuò)張式封隔器的工作原理擴(kuò)張式的封隔器就是一定壓力的液體,作用于封隔件的內(nèi)腔,使封隔件直徑擴(kuò)大以實現(xiàn)密封的封隔器。以K331型熱敏金屬擴(kuò)張式
5、封隔器為例簡要說明其工作原理:K331型熱敏金屬擴(kuò)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(guān)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(gòu)成的,即高膨脹層和低膨脹層。當(dāng)溫度升高時由于兩個組元層熱膨脹系數(shù)不同而迫使板材本身發(fā)生撓曲變形從而產(chǎn)生變形力。封隔器下入井內(nèi)指定位置后,當(dāng)注入熱蒸汽時,由于溫度升高,熱敏金屬開始動作,當(dāng)溫度達(dá)到200℃時,熱敏金屬件即可推動密封膠筒擴(kuò)張直至與套管內(nèi)壁接觸,實現(xiàn)初步座封。初步座封后,套管內(nèi)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(kuò)張,實現(xiàn)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(bǔ)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(xiàn)座封后,封隔器下端的汽流作用在件⑤上,使其向上運(yùn)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(xiàn)解封,即可進(jìn)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(xiàn)象。