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1、井下工具基本知识,一、井下工具的分类 （一）井下工具分类 （二）井下工具尺寸特征及使用性能数表示方法 （三）井下工具设计基本要求 （四）井下工具设计基本技巧 （五）工具图纸设计技术要求 （六）封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件 二、井下工具的应用 （一）常用封隔器介绍 （二）常用打捞工具介绍 三、近两年井下工具的发展 （一）长庆油气田井下工具设计基本要求 （二）长庆油气田井下工具发展现状 （三）长庆油气田井下工具应用存在问题 （四）长庆油气田井下工具发展方向,讲座提纲,井下工具是油气田开发完井及修井作业实现的基本 手段之一，是油气田开采工艺主要组成部分，对油气田 高效开发起着主要支撑作用。
2、 （一）井下工具分类 一般分为两大类 1、油气井完井工具 封隔器、控制工具、扶正防磨工具。 2、油气井配套打捞及修井作业工具 管柱打捞配套工具、钢丝打捞配套工具、修井作业 配套工具。,一、井下工具的分类,（二）井下工具尺寸特征及使用性能数表示方法,一、井下工具的分类,（三）井下工具设计基本要求,1、满足油气田开发工艺技术要求； 2、满足油气田流体介质腐蚀要求； 3、满足油气田特殊完井工艺要求； 4、井下工具设计越简单越好；,一、井下工具的分类,油田井下工具设计属于特殊机械设计，国内目前还没有系统设计教材，必须在矿厂实践中不断摸索发展，逐步形成油气田井下工具设计体系。,（四）井下工具设计基本技巧
3、,1、下入套管工具设计 （1）通井规一般小于套管内径68mm （2）工具最大外径小于通井规外径12mm （3）封隔器密封元件（胶筒）小于工具最大外径12mm 2、下入油管工具设计 （1）油管规一般小于油管内径23mm （2）工具最大外径小于油管规外径12mm （3）密封元件（胶筒）小于工具最大外径12mm,一、井下工具的分类,3、工具配合公差设计 （1）井下工具设计一般采用基轴制配合 （2）基轴制配合公差优选 国外一般采用H9/d9配合设计，国内一般采用H8/f9、H8/f8、H8/e9等高精度配合设计。 考虑到机床跳度、井下温度膨胀效应因素，选择H9/d9优先配合公差设计比较合理。 （3）自
4、锁扣整体配合公差设计一般为齿高1.25倍（1.25h）左右。,一、井下工具的分类,4、工具导向设计 （1）入井工具应考虑上、下导入设计，减少卡钻机会； （2）密封组成设计应考虑轴进入导入设计，减少密封元件损坏； 5、密封元件材料优选 （1）对于可取式工具一般采用丁晴橡胶； （2）对于永久性气井完井（H2S、CO2）一般采用氢化丁晴； （3）对于井下反复开关控制工具，一般采用非弹性组合密封材料（聚四氟乙烯）； （4）完井封隔器胶筒采用邵氏硬度7085； （5）高压作业（压裂）采用邵氏硬度8095。,一、井下工具的分类,6、工具加工耝造度优选 （1）一般工具表面耝造度度为6.3； （2）一般配合面
5、耝造度度为3.2； （3）密封槽面耝造度度为1.63.2； （4）动态轴、孔配合面耝造度度为1.6； （5）高精度动态轴、孔配合面耝造度度为0.81.6。,一、井下工具的分类,7、工具材料及处理工艺 （1）对于耐磨及提高硬度（强度），一般采用渗碳处理； （2）对于一般防腐、耐磨及提高硬度（强度），一般采用渗氮或氮化处理； （3）对于一般仅防腐采用镍磷镀； （4）深井泵工作筒及活塞一般采用镀铬； （5）气井完井工具一般采用高含铬合金钢或不锈钢，并表面氮化处理；,一、井下工具的分类,7、工具材料及处理工艺 （6）常规油水井完井工具一般采用35CrMo或42CrMo合金钢，并表面氮化或镍磷镀； （7
6、）卡瓦一般淬火回火硬度控制在HRc4555； （8）弹簧一般淬火回火硬度控制在HRc3842； （9）薄弹性套、卡簧或自锁扣，一般采用表面高频淬火； （10）合金钢加工一般必须调质处理，调质处理硬度HB241290。,一、井下工具的分类,（五）工具图纸设计技术要求 1、图纸设计必须有组装图 2、图纸设计必须标注配合公差 3、图纸设计必须标注形位公差 4、图纸设计必须标注加工耝造度 5、图纸设计必须标注材料及处理工艺 6、图纸设计必须标注参考基准面 7、图纸设计必须标注技术要求,一、井下工具的分类,（六）封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件 1、封隔器分类 （1）分类方法 按封隔器封隔件实现密
7、封的方式进行分类。 （2）分类 自封式：靠封隔件外径与套管内径的过盈和工作压差实现密封的封隔器。 压缩式：靠轴向力压缩封隔件，使封隔件外径变大实现密封的封隔器。 扩张式：靠径向力作用与封隔件内腔液压，使封隔件外径扩大实现密封的封隔器。 组合式：由自封式、压缩式、扩张式任意组合实现密封的封隔器。,一、井下工具的分类,2、封隔器型号编制方法 （1）编制方法 按封隔器分类代码、固定方式代号、坐封方式代号、解封方式代 号以及封隔器刚体最大外径、工作温度/工作压差六个参数依次 排列，进行型号编制。 （2） 代号说明 分类代号：用分类名称第一个汉字的汉语拼音大写字母 表示，组合式用各式的分类代号组合表示。
8、,一、井下工具的分类,Y241-115-12060,一、井下工具的分类,2、封隔器型号编制方法 固定方式代号：用阿拉伯数字表示。,坐封方式代号：用阿拉伯数字表示。,一、井下工具的分类,2、封隔器型号编制方法 解封方式代码：用阿拉伯数字表示。,3、油气田封隔器通用技术条件 （1）封隔器基本参数 工作压力（单位：MPa）,工作温度（单位：）,一、井下工具的分类,钢体最大外径（单位：mm）,钢体内通径（单位：mm）,一、井下工具的分类,2、使用要求 使用封隔器时，必须检查合格证，并存档。 封隔件、密封件不得超过有效期使用。 封隔器下井时，若井况不明，必须通井。 起下封隔器，必须装指重表或拉力计。 封
9、隔器下入井内位置必须符合井下管柱结构图的要求。 封隔器管柱的连接螺纹必须涂螺纹密封脂。 封隔器的下井速度不得超过1.01.2m/s，且操作平稳。 必须按使用说明书要求使用封隔器。 封隔器下井深度，一律以封隔件上端面为基准。,一、井下工具的分类,封隔器是油气井实现控制性开采及增产措施实施的主要井下工具，对油气田高效开发及经济有效开发起着关键性作用。 封隔器主要作用是：选择性开采、高压保护套管及防止套管腐蚀。,二、井下工具的应用,（一）常用封隔器介绍 长庆油田油井完井主要应用了Y111、Y221、Y211、Y341、Y141、Y453、Y445等封隔器类型；水井完井主要应用了K344、Y341、Y
10、342封隔器等类型；气井完井主要应用Y344、Y443、Y241等封隔器；压裂主要应用了K344、Y344、Y241、Y341等封隔器类型。,二、井下工具的应用,Y111封隔器,Y111封隔器隔水采油工艺管柱,1上接头； 2，4胶简； 3隔环； 5中心管； 6，8密封圈； 7压帽； 9下接头,Y111封隔器,二、井下工具的应用,Y211封隔器隔水采油工艺管柱,1上接头； 2上胶筒 3中胶筒； 4下胶筒； 5挡环； 6楔形体； 7卡瓦； 8大卡瓦挡环； 9中心管 10下接头；,Y211封隔器,二、井下工具的应用,1-上接头 2-调节环 3-”O”型圈 4-长胶筒 5-隔环 6-短胶筒 7-轨道中
11、心管 8，11-楔型体 9-挡环 10，12，19，30，31-防松螺钉 13-限位螺钉 14-卡瓦 15-大卡瓦挡块 16-小卡瓦挡块 17-固定螺钉 18-连接环 20-护罩 21，29-弹簧 22-锁环套 23-挡球套 24-锁球 25-顶套 26-扶正体 27，32-限位压环 28-摩擦块 33-转环 34-轨道销钉 35-下接头,Y221封隔器,Y221封隔器,二、井下工具的应用,1上接头； 2连接套； 3“0”型圈； 4平衡活塞； 9胶筒； 10隔环； 11密封环； 12剪断销钉； 13锁套； 14卡瓦； 15卡瓦座； 16解封套； 17下接头； 18活塞,Y341隔采工艺管柱,Y
12、34l封隔器,Y341封隔器,二、井下工具的应用,1打捞头 2内中心管 3胶筒 4外上中心管 5上锥体 6卡瓦 7下锥体 8密封套 9坐封活塞 10防坐套 11解封锁套 12齿套 13锁紧机构,Y445 型封隔器结构示意,二、井下工具的应用,1-上接头 2-内中心管 3，4-”O”型圈 5-水力锚壳体 6-水力锚爪 7-弹簧 8-沉头螺钉 9-调节环 10-胶筒 11-隔环 12-外中心管 13-锥体 14-挡环 15-锁套 16-卡瓦 17-执行活塞 18-控制活塞 19-剪钉 20-锁块 21-静压套 22-限位环 23-液压缸堵 24-护套 25-剪环 26-下接头 27-限位销钉 28
13、-卡瓦托,Y541封隔器,二、井下工具的应用,Y453双卡瓦封隔器,二、井下工具的应用,Y141封隔器,1-上接头 2-接箍 3-中心管 4，7-密封胶筒皮碗 5-上胶筒 6-下胶筒 8-卡簧槽液缸 10-下中心管 11-卡簧 12-上液缸 13-上活塞 14-下液缸 15-下活塞 16-限位螺钉 17-固定螺帽,二、井下工具的应用,Y342封隔器偏心分注管柱,偏心水嘴,二、井下工具的应用,Y443永久性封隔器及完井配套工具,二、井下工具的应用,Y443永久性封隔器及完井配套工具,二、井下工具的应用,从组以来，长庆油气田探明地质储量不断增大，油气田开发规模逐年加大，油田公司生产油气当量逐年攀升
14、。随着油气田开发的不断深入，老区块油气田稳产开发压力逐年加大，为了确保油气井高产稳产，油气井井下维修及大修作业工作量将越来越大，但目前油气田开发配套井下工具严重置后，为了满足长庆油气田开发大发展技术需要，实现油田3000-5000万吨油气当量生产实际要求，结合油田市场化技术服务特点，急需建立长庆油田井下工具库，满足不同井下作业技术需求。,二、井下工具的应用,（二）常用打捞工具介绍,采油厂主要以管、杆作业及大修工具为主，采气厂主要以钢丝及井筒作业工具为主。 1、采油厂配套打捞工具 油管和抽油杆各种打捞类工具、切割（机械和水力）类工具、倒扣类工具、套管刮削工具、检测（铅模、通径规）工具、磨铣工具、
15、套管整形工具、螺杆钻具、以及常用油水井封隔器等。 2、采气厂配套打捞工具 不同油管尺寸钢丝作业配套工具（内钩、机械震击器、液压震击器、加重杆、绳帽、钢丝剪切丢手、万向节、钢丝铅模）、控制油管生产（节流器、滑套、堵塞器）类打捞工具、以及测试专用配套打捞工具等。,二、井下工具的应用,（二）常用打捞工具介绍,1、低渗透油气田井下工具设计基本要求 （1）满足油气田开发工艺技术要求； （2）满足油气田流体介质腐蚀要求； （3）满足油气田特殊完井工艺要求； （4）井下工具设计越简单越好； （5）满足低渗透油气田经济有效开发技术需求。,（一）长庆油气田井下工具设计基本要求,三、近两年井下工具的发展,（一）长庆油气田井下工具设计基本要求,（1）流体介质 高矿化度流体介质腐蚀 合层开采流体介质结垢 （2）完井工艺 油井定向井偏磨扶正 套损井封隔器隔水采油的可靠性及防倒灌 水井定向井测试调配易投捞性 满足油水井特殊完井及开采工艺技术,2、长庆油田,三、近两年井下工具的发展,（1）流体介质 高矿化度液体介质腐蚀 H2S、CO2等气体介质腐蚀 （2）完井工艺 完井工具气密封性能可靠，且寿命长 钢丝作业工具气密封性能可靠，且易起出 满足气井特殊完井及开采工艺技术,3、长庆气田,三、近两年井下工具的发展,重组以来，通过技术攻关，在定向井小水量分层注水工艺及配套工具、套损井长寿命防倒灌隔
