技术响应说明文档格式.docx
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≤1.4
≥5.05
备注：
参数符合GB/T9253.2-1999及SY/T6194-1996标准
用于水井的修复油管的技术参数
项目
镀层厚度μm
镀层表面硬度HV
HCl腐蚀速率mm/yy
NaOH腐蚀速率mm/yy
孔隙率
镀层化学成分
≥20
≥400
≤0.0385
≤0.0010
≥8级
镍88%-95%
磷5%-12%
不起皮、不开裂、不脱落
以上参数符合GB/T4342-91,Q/DQ1098-1997
2、油管断脱情况分析及治理措施
管断集中在40根油管以上，即井身的上部，而且第一根油管断比例较大。
管断集中在前3根，第4-15根损坏井数次之。
φ56、φ70泵管断比例高。
断口的形式主要是丝扣和管体上下接头断裂，主要集中在油管公扣螺纹根部的2－3扣内，是整根油管管体强度最低的应力集中点。
断裂失效以下方面原因：
金属疲劳，通过对部分油管断口进行的金相分析，结果表明油管的断裂主要是金属疲劳所致，大量油管服役期过长造成油管老化，而老化油管的剩余寿命是现有技术设备无法检测的。
丝扣强度较低部位产生应力集中点，易造成丝扣断裂。
漏失失效有以下方面原因：
（1）丝扣磨擦副间的配合间隙大；
（2）丝扣磨擦副间硬度差值不合理，易造成粘扣；
（3）频繁施工丝扣磨损过大，特别是油管连接时丝扣同心度偏差过损伤并大加剧丝扣磨损造成漏失；
治理油管断的技术措施
1、油管锚定、丝扣涂专用密封脂、油管整体打压防断脱漏措施；
2、对原井是偏Ⅲ采油树井采用更换偏Ⅲ外加厚油管挂+N80级φ62mm外加厚油管9.6米，措施井适用范围的规定
外加厚油管的技术参数
管体壁厚mm
上下接头壁厚mm
接箍外径mm
抗拉强度KN
∮73
N80
N-E
8.3
645
77
抽油杆
1、抽油杆的结构与用途
抽油杆是有杆抽油设备的重要部件。
抽油杆通过接箍连接成抽油杆柱，上经光杆连接抽油机，下接抽油泵柱塞，其作用是将地面抽油机驴头悬点的往复运动传递给井下抽油泵。
普通抽油杆如图所示，其杆头结构如图1-2所示。
其杆体是实心圆形断面的钢杆，两端为镦粗的杆头。
杆头由外螺纹接头、卸荷槽、推承面台肩、扳手方径、凸缘和圆弧过渡区组成。
外螺纹接头用来与接箍相连接，扳手方径用来装卸抽油杆接头是卡抽油杆钳用。
2、抽油杆的材料及机械性能
等级
材料
抗拉强度（Mpa）
表面硬度
HCR
屈服点（Mpa）
伸长率δ%
收缩率ψ%
疲劳强度
Mpa
循环周数
K
镍钼
合金钢
588-794
（Φ19-17t
Φ22-22.8t
Φ25-29.4t）
≥372
≥13
≥60
C
碳钢或锰钢
620-794
（Φ19-17.9t
Φ22-24t
Φ25-31t）
≥412
≥50
D
碳钢或合金钢
794-965
（Φ19-22.9t
Φ22-30.8t
Φ25-39.7t）
25-28
≥620
≥10
400
≥1X106
G
FG-20
966-1136
（Φ19-27.9t
Φ22-37.4t
Φ25-48.3t）
58-62
≥793
≥12
≥45
540
换算：
抽油杆极限抗拉力=抽油杆截面积（cm2）Χ单位抗拉强度（Mpa）Χ10.195（Kgf/cm2）
例如：
K级Φ19mm抽油杆极限抗拉力
截面积=2.83385cm2单位抗拉强度=588Mpa1Mpa=10.195Kgf/cm2
极限抗拉力=2.83385cm2Χ588MpaΧ10.195Kgf/cm2÷
1000=16.988t
3、抽油杆接箍
接箍是抽油杆组合成杆柱时的连接零件，按其结构特征可分为：
普通接箍、异径接箍和特种接箍。
扶正环
（一）、卡箍式扶正环
1、结构、规格
结构：
由两个相同的半圆柱体扶正块构成，外侧设有十字纵向筋，内侧槽面设有横向防位移筋，每个扶正块一端的两边沿设有一对称导轨，导轨外端部设有卡口，另一端的两边沿与加强筋结合部位上设有与导轨相匹配的凹槽，凹槽外端部的外侧边沿上设有与卡口相匹配的卡台。
规格：
长×
外径×
ø
19mm抽油杆扶正环－125×
58×
19
22mm抽油杆扶正环－125×
22
25mm抽油杆扶正环－125×
71×
25
2、抽油杆扶正环安装要求
1）抽油杆安装部位必须刺洗干净。
2）扶正环必须安装在抽油杆接箍以下20-25cm范围内，因为扶正环安装要避开打吊卡的位置，但如果离接箍太远，防偏磨效果不好。
3）扶正环不能安装在下接头，如果安装在下接头上，由于下冲程时摩擦力向上，扶正环很容易窜动，失去保护接箍的作用。
4）冬季安装要求现用50℃的温热水浸泡5－10分钟后，安装较容易且可减少损毁数量。
（二）、卡箍式可旋转扶正环
由两个相同的半圆柱体扶正块构成，外侧设有4条螺旋支筋，内侧槽面设有横向防位移筋，每个扶正块一端的两边沿设有一对称导轨，导轨外端部设有卡口，另一端的两边沿与加强筋结合部位上设有与导轨相匹配的凹槽，凹槽外端部的外侧边沿上设有与卡口相匹配的卡台。
扶正环内径大于抽油杆直径，螺旋支筋在油流的冲击下可旋转。
与限位抽油杆配合使用
可选转扶正器安装在抽油杆扳手方凸缘与新锻造出的凸缘之间，可选转扶正器安装方法与普通卡箍式扶正器相同。
下杆时到井口要求必须人工扶正或采用专用扶正装置扶正，不让扶正器与井口挂碰产生损伤。
限位抽油杆是在距抽油杆上接头255mm处锻造出一个凸缘，锻造凸缘采用圆弧过度，减弱了应力集中的问题。
强制限定扶正环的窜动区间。
（三）、刮蜡、防偏磨双作用扶正环
1、使用双作用扶正环的意义
1）挡环采用卡式结构固定在杆上不伤害杆体整个受力均匀，避免了原刮蜡环挡环安装伤杆体降低抽油杆强度的问题。
2）每个部分有2道螺旋支筋，起到刮蜡和扶正作用，强化了耐磨性能，具有治理管杆偏磨的功能。
3）简化安装工艺，即可在专业场所安装又可在施工现场安装或更换，解决了斜杆刮蜡环脱、碎后必须更换斜杆的问题。
4）挡环具有限位作用。
2、结构及工作原理
刮蜡杆由双作用扶正环和上、下档环组成，扶正环有4道螺旋支筋，支筋的螺旋夹角为5度，保证油流冲击螺旋面时可产生足够的旋转力，使扶正环在上下冲程时产生旋转运动。
扶正环内径大于抽油杆外径1.5mm，外径比油管内径小4-8mm，扶正环在整个结蜡井段上安装，行程要小于1/2冲程长度，抽油杆带动扶正环做上下移动和转动，从而达到不断清除抽油杆和油管上的结蜡目的。
3、主要技术参数
扶正环参数
挡环参数
4、使用要求
对于安装双环和三环的抽油杆，每一个双作用环上下都应有挡环限位，最上和最下端的挡环安装在距抽油杆接箍20-25cm的位置，其余的挡环均匀安装在这两个挡环之间。
每两个挡环之间安装一个双作用扶正环。
（如图箭头所示位置为挡环安装位置）
装双环杆示意图
三环杆示意图
（四）、金属限位箍
金属限位箍的特点
材料具有一定的弹性和延展性，硬度低于抽油杆，紧固时可发生弹性变形；
预留4mm的间隙，保证在螺栓的锁紧力不受抽油杆公差的影响；
操作人员使用内六方扳手上紧螺栓的扭距采用扭力扳手测试为6-8N.M,在此情况下金属限位箍的锁紧力达到800-1000Kgf，超过对卡式扶正器锁紧力600-800Kgf。
金属限位箍一端采用销轴连接铆死，另一端螺栓锁紧后采用两点铆冲防松紧固；
应力集中部位采用安全拉筋设计整体强度高。
连接件的强度指标
紧固螺栓——抗拉强度极限为610MPa，在上扣扭距为6-8N.M时所受的最大拉应力为212MPa（螺栓直径6mm，预紧力6KN），安全系数达到2.9。
销轴——剪切强度极限为441MPa，工作时所受的最大剪切应力为123.6MPa，安全系数达到3.6。
封隔器
一、封隔器的分类
编号原则执行油气田封隔器分类及型号编制方法SY/T5105-1997。
型号编制方法：
分类代号：
分类名称
自封式
压缩式
扩张式
组合式
分类代号
Z
Y
K
各种方式组合
固定方式代号
固定方式名称
尾管支撑
单向卡瓦
悬挂
双向卡瓦
锚瓦
1
2
3
4
5
坐封方式代号
坐封方式名称
提放管柱
转动管柱
自封
液压
下工具
热力
6
解封方式代号
解封方式名称
钻铣
性能代号
性能名称
可洗井封隔器
堵水封隔器
保护封隔器
X
D
B
设计单位代号采用代表设计单位的头两个汉语拼音字母，设计单位为采油厂采用大写字母C开头，阿拉伯数字代表采油厂。
工作温度及压力
温度单位为℃，压力单位为MPa
应用举例
Y341-114-X-C4-90/15型封隔器，表示该封隔器为压缩式，悬挂固定，液压坐封，提放管柱解封，注水井用可洗井封隔器，设计单位为采油四厂，工作温度为90℃，工作压力为15Mpa。
Y341-114-D-CY-90/15型封隔器，表示该封隔器为压缩式，悬挂固定，液压坐封，提放管柱解封，油井用堵水封隔器，设计单位为采油工艺研究所，工作温度为90℃，工作压力为15Mpa.。
二、封隔器的基本结构和基本原理
封隔器主要由坐封机构、锁定机构、解封机构、胶筒和联结件组成。
封隔器是在井筒中把不同油层、水层分隔开并能承受一定压力差的井下工具。
这种工具满足采油工艺要求，既能下到井筒预定位置，封隔得严密，又能在井下具有耐久性，需要时可顺利起出地面，而且还能多级联用。
每一种封隔器都能在给定的方法和载荷作用下动作，使封隔件始终处于工作状态，这种操作叫封隔器的坐封。
需要起出封隔器时，按给定的方法和载荷解除封隔件的工作状态，叫解封。
封隔器在井下预定位置座封后是否起到封隔作用，验证其密封性能的操作叫验封。
三、五种封隔器具体结构原理和操作规程及案例分析
一）Y344-114-D-CY-90/15（752-2）封隔器
1、性能、用途
Y344-114-D-CY-90/15（752-2）封隔器是由采油工艺研究所研制的一种堵水封隔器，油管正打压15Mpa释放，油管正打压18-20Mpa解封。
承压能力15Mpa，工作温度90℃。
主要用于机械堵水。
主要技术参数见表1
表1
最大外径，mm
114
最小内径，mm
52
总长，mm
1070
坐封压力，Mpa
12
工作压力，Mpa
上压
8
下压
15
解封压力，Mpa
20
工作温度，℃
90
2、封隔器特点
无支撑，利用液压坐封和解封的液压式封隔器。
3、结构组成
如图1所示主要由坐封机构、锁定机构、解封机构、胶筒和联结件组成。
图1
4、工作原理
坐封：
从油管内加液压，一方面液压从中心管的孔眼作用在承压接头上，承压接头的内外在压差的作用下，剪钉被剪断，推动活塞套、承压接头和承压套上行压缩胶筒，使胶筒直径变大，封隔油、套管环形空间；
另方面液压经中心管的孔眼又作用在活塞上，但坐封压力不能使解封拉钉被拉断，活塞固定不动。
防掉油管压力，由于活塞被卡簧卡住，活塞套、承压接头和承压套则在胶筒的弹力作用下不能退回。
胶筒5就始终处于封隔油、套环形空间状态。
解封：
油管加液压。
一方面液压经中心管的孔眼作用在承压接头上，推动活塞套、承压接头和承压套上行，直到承压接头的内台阶与中心管的外台阶接触；
方面液压经中心管的孔眼作用在活塞上，解封拉钉被剪断，但活塞的承压面大于承压接头的承压面，所以活塞就在液压和胶筒的弹力作用下带着活塞套、承压接头、承压套下行，胶筒就收回解封。
5、使用和操作注意事项
1）管柱无渗漏
2）释放压力缓慢升高至15Mpa，稳压10-30min,最好是卸压后再打压一次。
3）解封封隔器时应先将堵塞器投入配水器堵死，不适合于丢手管柱。
二）K344-110-CY-90/15（475-8）封隔器
K344-110-CY-90/15（475-8）封隔器是由采油工艺研究所研制的一种分层注水封隔器，油管正打压0.5-1.5Mpa释放，油管卸压解封。
承压能力12Mpa，工作温度50℃。
主要用于分层注水，分层压裂、酸化，验窜等工艺。
主要技术参数见表2
表2
110
500
油管内外压差，Mpa
0.5-1.5
工作压差，Mpa
工作面长度，mm
240
50
扩张式封隔器必须与节流器配套使用，其优点是结构简单，不能单独坐封封隔器；
缺点是必须在油管内外造成一定压差才能正常工作。
3、结构
结构如图2所示
图2
从油管内加液压，液压经滤网罩、下接头的孔眼和中心管的水槽，作用于胶筒的内腔，胶筒在内外压差作用下胀大，封隔油、套环形空间。
放掉油管内压力，胶筒即收回解封。
1）配套节流器使用，建立油管内外压差。
2）解封时，必须彻底防掉油管内压力，方便时反洗井，胶筒收回。
6、案例分析
三）Y341-114-X-JH-90/15（Y341-114ML）封隔器
Y341-114-X-JH-90/15（Y341-114ML）封隔器是一种分层注水封隔器，井下压力达到18Mpa时释放，上提管柱解封。
主要用于分层注水。
主要技术参数见表3
800
18
1）采用空气腔释放封隔器，实现了免投捞堵塞器的功能。
2）胶筒带保护伞，承压性能好。
3）洗井活塞使用骨架盘根过孔，不被刺坏，保证密封性能。
结构如图3所示，主要由密闭式空气腔、锁定机构、解封机构、洗井活塞、胶筒及连接件组成。
Y341-114ML封隔器是免投捞注水释放的封隔器，根据大庆油田地层特点，井下地层静压一般在10Mpa左右，注水井作业前关井降压及作业时打开井口后地层压力一般在13-15Mpa左右，密闭空气腔由释放销钉控制18Mpa释放，所以工具在下井过程中不会释放。
完井后注水，注水压力超过10Mpa时，注水压力加上井下靜压将达到20Mpa左右，高压密封腔被压缩，活塞带动缸套上行，压缩封隔器胶筒坐封，卡簧锁定。
由于其密闭空气腔不靠油套内外压差而是靠井下压力（井口注水压力+静压－1个大气压）推动活塞，压力大，坐封更可靠。
上下胶筒带保护伞。
洗井活塞端面为平面与主体上盘根密封，内表面带骨架的0型盘根密封，过孔。
由解封销钉控制解封机构，上提管柱时胶筒与套管的摩擦力由缸套传递到解封机构上，剪断解封销钉解封。
1）释放封隔器的注水压力必须达到10Mpa以上。
2）完井管柱下完后必须立即开井释放封隔器，以免密闭空气腔浸水失效。
3）有套保封隔器的井打开套管放压阀释放，确定套压落零方可交井。
四）Y341-114-D-JH-90/15（Y341-114FPS）封隔器
Y341-114-D-JH-90/15（Y341-114FPS）封隔器是一种堵水封隔器。
油管正打压15Mpa时释放，上提管柱解封。
承压能力25Mpa，工作温度90℃。
主要技术参数见表4
1）双坐封缸释放，坐封推力大，胶筒与套管壁的接触力大，密封可靠。
2）胶筒采用硫化刚性保护伞式结构，提高了胶筒的承压能力及使用寿命。
3）封隔器带双平衡缸，平衡上压，保证密封和解封性能。
结构如图4所示，主要由双坐封缸、内外中心管、胶筒、双平衡缸、锁定和解封机构组成。
该封隔器为水力压缩式封隔器。
油管正打压15MPa释放，推动双坐封缸上行，压缩封隔器胶筒。
胶筒卡在夹层上，起到封隔油层的作用。
锁定机构将压缩状态的胶筒锁定。
锁定机构上的解封件在上提力超过40KN时，拉断解封---作用力由胶筒和套管的摩擦力产生。
内外中心管的通道连接平衡缸，传递上下压差。
封隔器在承受自上而下的压差时，该压差作用在封隔器胶筒上产生的向下的推力，该推力将传递到锁定机构上，作用在解封件上。
如果设计大于40KN的力将封隔器解封，解封件的解封力太大，封隔器胶筒与套管又无法产生这样大的摩擦力，封隔器不能解封，如果多级使用就会造成管柱拔不动。
该封隔器将上下压差由内外中心管通道传递到双平衡缸，产生向上的推力，平衡了胶筒的活塞力。
这样使作用在解封件上的力很小，既保证解封性能又保证了封隔器的密封性能。
在7MPa压差下该活塞力为50KN左右。
双缸平衡上下压差原理—机械堵水工艺
由于油层的非均质性和油层开发程度不同，造成层间矛盾，致使一口井只有个别层位生产，而其它层动用较差。
随着生产时间的延长，会造成该井高含水.
解决这个问题的办法之一就是机械堵水。
利用封隔器等井下工具组成的管柱，对高渗透、高含水层进行封堵，可以使其他层位得到更好的动用，改善开发效果。
双缸平衡上下压差原理－机械堵水管柱在井下的工作状态
1）确定封堵层位。
2）下入封堵管柱，油管正打压释放封隔器。
3）起丢手，下泵完井。
4）正常生产：
由于封堵层已被两级封隔器封住，该层逐渐恢复为地层静压力，一般为10MPa左右。
生产层由于泵的抽吸作用，达到一个合理的生产流压，一般为5MPa左右。
层与层之间的压差由封隔器来承担，即上级封隔器承受自下而上的压差5MPa，下级封隔器也承受自上而下的压差5MPa。
由压差形成的活塞力为50KN。
Y341-114FPS堵水封隔器在承受自下而上的压差时，该压差作用在封隔器胶筒上产生的向上的推力，使胶筒越推越紧，密封越可靠。
同时，由内外中心管通道传递到双平衡缸，产生向下的推力，平衡了胶筒的活塞力。
1）工具下井前需刮削通井。
2）管柱无渗漏
3）释放压力缓慢升高至15Mpa，稳压10-30min,最好是卸压后再打压一次。
五）Y445-114-D-CY-90/15（DQ253-4）封隔器
Y445-114-D-CY-90/15（DQ253-4）封隔器是一种堵水封隔器。
油管正打压15Mpa时释放，油管正打压18-22Mpa丢手，下工具打捞上提管柱解封。
主要用于机械堵水；
配套井下开关形成桥塞。
表4
50.3
1380
1）该封隔器具有封隔油层、锚定、丢手功能。
2）双向卡瓦，双向锚定。
结构如图5所示，主要由投送，坐封、丢手和封隔器两大部分组成。
采用投送管柱不压井将封隔器下到预定位置后，从油管内正憋压，当油管内的压力大于油管外的压力2-4Mpa时，坐封活塞推动坐封套剪断坐封销钉，坐封套相对封隔器向下移动10mm，坐封接头处于释放状态。
于是衬管以外部件与坐封机构脱开。
在水力的作用下坐封活塞推动解封头，锥片推动衬管衬管推动下卡瓦沿下锥体向下滑动，下卡瓦卡住套管，当下卡瓦被卡住后，油管内压高于外压6-8Mpa时，上锥体上的剪断销钉被剪断，衬管继续下移而压缩胶筒至紧贴套管壁，锁紧环被推入到中心管可以锁紧的部位，在胶筒弹力作用下锥片后退，并将锁紧环推入锁紧状态，使胶筒保持压缩状态，达到密封油、套环形空间。
当油管内压力高于油管外压力16-18Mpa时，丢手销钉被剪断，丢手活塞下移坐在上中心管内台阶处，丢手接头处于释放状态，上提油管它就与联结螺母脱开，完成了定位密封，丢手、封隔器留在井中预定位置。
上下卡瓦防止封隔器上下移动，胶筒密封了油管环形空间，活门密封了油管通道，它们悬挂在井中，在油层顶部形成了桥塞，从而可以进行试油和不压井起下泵等施工工艺。
当要起封隔器时，必须下打捞管柱，在管柱最下部接上DQ253-4型丢手封隔器打捞器，打捞器上部接扶正器，当打捞管柱下到封隔器位置时，下放管柱悬重到三分之一至二分之一，再上提管柱，此时，打捞爪便捞住解封头向上移动，而使解封销钉被剪断，解封头再向上移动，锥片外面因失去依托而散开，上提油管后锁紧环回到原来位置。
上下卡瓦也回到原来位置，胶筒恢复原状，解封头下面的台阶坐在防顶卡簧上，防止管柱尾部重量低于井内上顶力时，而使卡瓦及胶筒再次坐封，以保证顺利起出封隔器。
当憋压不能实现丢手时，只需上提油管，使悬重接近于原管柱重量，正转管柱50-60圈就可丢手。
2）缓慢起下管柱，防止中途坐封。
坐封后回探管柱，确定封隔器释放后，上提管柱使丢手部分受到拉应力，油管正打压丢手。
4）使用专用工具打捞。
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