【正文】 第四章 井下工具 本章介紹海上油（氣）田完井生產(chǎn)管柱中常用工具的種類、結(jié)構(gòu)特點、用途、技術(shù)參數(shù)、選用等。包括封隔器（ Packer）、井下安全閥（ SSSV）、滑套（ Sliding）、工作筒（ Nipple）、偏心工作筒（ Side Pocket Mandrel）、伸縮節(jié)（ Extension Joint）、流動短節(jié)（ Flow Couping）、加厚管（ Blast Joint）等。 第一節(jié) 封隔器 封隔器是生產(chǎn)管柱中最主要的井下工具之一，其主要功能如下： 1）分隔生產(chǎn)層段，防止層間流體和壓力的串通、干擾； 2）分隔壓井液和生產(chǎn)液； 3）滿足采油（氣）生產(chǎn)和修井作業(yè)的各種要求； 4）保留住套管環(huán)空中的封隔液，起到保護套管和安全生產(chǎn)的作用。 用于海上油（氣）田完井的封隔器可分為可回收式和永久式兩大類型，而按坐封方式，可分為液壓坐封、機械坐封和電纜坐封。 一、可回收式封 隔器 1．單管封隔器 單管封隔器，按其坐封方式，可分為液壓坐封式和機械坐封式兩類。 （ 1）帶水力錨結(jié)構(gòu)的單卡瓦液壓坐封式單管封隔器。 l）結(jié)構(gòu)及坐封原理 圖 411 以“ FH”型液壓坐封單管封隔器為例說明這類封隔器在下井、坐封和釋放解封三種狀態(tài)。 在封隔器以下的球座上投入密封鋼球或在工作筒內(nèi)坐人堵塞器，從油管內(nèi)加壓，當(dāng)油管壓力與環(huán)空壓力達到一定差值（剪切銷釘材料、數(shù)量不同，則坐封壓力不同。各產(chǎn)品都有坐封壓力規(guī)定，也可按用戶要求設(shè)計）時，剪斷坐封銷釘，活塞向下（有 些產(chǎn)品向上）移，拉（或推）錐形體、密封件、內(nèi)卡瓦等部件，使卡瓦張開咬住套管壁、密封件受壓縮徑向膨脹，密封環(huán)形空間，內(nèi)卡瓦與心軸棘齒鎖住，使活塞在油管壓力釋放時不能復(fù)位，保持坐封狀態(tài)（如圖 411b）。水力錨 1 的內(nèi)腔有一液壓孔與密封膠筒下部的環(huán)行空間連通，當(dāng)環(huán)空壓力升高時，水力錨向外擴張，咬住套管壁，防止封隔器上移解封。其它型號（如 OTIS 的，“ RH”型， CAMCO 的 HRP— 1 型）的坐封原理基本相似。 有些產(chǎn)品可選擇性進行坐封，如 BAKER 的“ FHS”型， OTIS 的 12RH7129— H（圖 412），其原理是液壓坐封通道與一滑套開關(guān)連接，坐封前可先對油管柱進行試壓或其它封隔器進行坐封、驗封，然后鋼絲作業(yè)將滑套打開即可坐封本級封隔器，這種封隔器適合于下多級單管封隔器的生產(chǎn)管串進行分層采油或注水，或其它特殊作業(yè)。 2）解封。 大部分產(chǎn)品是上提油管串，達到一定拉力后剪斷銷釘（或剪切環(huán)），即可釋放解封；也有部分產(chǎn)品采用上提加旋轉(zhuǎn)解封的方式。圖 411c 為上提解封的方式。 3）適用條件。 此類封隔器適用范圍廣，可應(yīng)用于各種油、氣生產(chǎn)井和注水井，特別是大斜度井的多層完井和雙管完井。 4）主要技 術(shù)參數(shù)。 表 41 3 分別列出“ FH”、“ RH”和“ FHL”型的主要技術(shù)參數(shù)。 表 411 “ FH”型封隔器技術(shù)參數(shù) 適用套管 封隔器規(guī)格 備注 外徑 重量 封隔器可下入 類別 一般內(nèi)徑 最大外徑 最小內(nèi)徑 最大外徑 in mm 1b/ft in mm in mm in mm in mm 41/2 ~ 43A （ 1） 封隔器坐封壓力一般為~（ 1500~2500psi） （ 2） 解封拉力 Size47 一般為 9~23t； Size51為 14~23t （ 3） 頂?shù)走B接螺紋一般為 API 外加厚（ 8 扣/in） （ 4） 以上（ 1） ~（ 3）項可以根據(jù)需要定貨 5 15~18 11592 43B ~15 43C 51/2 26 20~23 45A2 ~20 45A4 13~ 45B 6 26 20~23 450 15~18 45D 65/8 34 45E2 28~32 45E4 24~28 46A4 7 38 65/8 24 47A2 17~20 47A4 或 7 38 47A2 32~35 47A4 26~29 47B2 20~26 47B4 17~20 47C2 75/8 ~39 47C4 24~ 47D2 20~24 47D4 85/8 44~49 49A2 或 或 32~40 49A4 20~28 49B 95/8 47~ 51A2 40~47 51A4 ~36 51B 表 412 “ RH”型封隔器的技術(shù)參數(shù) 套管外徑 套管重量 封隔器外徑 封隔器內(nèi)徑 備注 in mm 1b/ft In mm in mm ~ 其它參數(shù)可根據(jù)需要訂貨時向廠家提出 ~ ~ ~13 15~18 18~13 13~17 17~23 20~26 17~24 24~23 17~23 20~26 23~26 23~29 29~32 29~35 38~40 24~ ~39 24~32 32~40 36~40 40~47 47~ ~ 51~ 61~72 表 413“ FHL”型封隔器技術(shù)參數(shù) 適用套管 封隔器規(guī)格 備注 外徑 重量 封隔器可下入 類別 一般內(nèi)徑 最大外徑 最小內(nèi)徑 最大外徑 in mm 1b/ft in mm in mm in mm in mm 65/8 24 47A2 （ 1） 封隔器坐封壓力一般為~（ 1500~2500psi） （ 2） 解封拉力 Size47 一般為9~23t； Size51 為 14~23t （ 3） 頂?shù)走B接螺紋一般為API 外加厚螺紋（ 8 扣/in） （ 4） 以上（ 1） ~（ 4）可以根據(jù)需要訂貨 20 47A4 17 47B2 7 38 47A2 32~35 47A4 26~29 47B2 20~26 47B4 17~20 47C2 75/8 ~39 47C4 24~ 47D2 20~24 47D4 95/8 47~ 51A2 43/4 51A2 40~47 51A4 ~36 51B 注：“ FHL”與“ FH”型結(jié)構(gòu)、坐封和解封原理完全相同，但其 心軸內(nèi)徑較大，稱大孔徑（ Large Bore）型 （ 2）雙卡瓦液壓坐封單管封隔器 圖 413 是 HALLIBURTON“ PHL”（ Hydraulicset Perma 一 1ach Packer）型雙卡瓦液壓坐封單管封隔器的結(jié)構(gòu)圖。油管內(nèi)加壓坐封，上提油管解封。 該封隔器的特點是采用上卡瓦來代替?zhèn)鹘y(tǒng)式的水力錨，因而具有結(jié)構(gòu)簡單、外徑小、耐大壓差而又價格較低等特點；另外還可以根據(jù)需要，在同一管串中多個封隔器調(diào)整不同的坐封壓力等級（即使用不同數(shù)量或不同剪切力的坐封銷釘）實現(xiàn)分別坐封、驗封，滿足單管分層分采等需要，該封隔器技術(shù)參數(shù)見表 414 所示。 表 414 “ PHL”封隔器技術(shù)參數(shù) 套管尺寸 套管重量 油管外徑 封隔器外徑 備注 in mm 1b/ft in mm In mm ～ 其它參數(shù)可根據(jù)需要訂貨。 13～ 17 17～ 23 23～ 29 29～ 36 ～ 39 40～ 47 47～ （ 3）機械坐封式單管封隔器 1）結(jié)構(gòu)及坐封原理 圖 414 是 HALLIBURTON“ CHRMPKⅢ ”型封隔器，上提管柱一定高度后右旋轉(zhuǎn)一定圈數(shù)（與下入的深度有關(guān)）使 J 型銷轉(zhuǎn)到長槽位置，在保持扭矩情況下，下放管柱加壓以脹開卡瓦咬住套管壁，與此同時密封膠筒受壓縮徑向膨脹 密封環(huán)形空間。 此類封隔器一般都沒有鎖住機構(gòu)，靠油管串（一般需加鉆挺）所加的重量保持坐封，能承受的壓差較小）為了克服此缺點，有些產(chǎn)品設(shè)計水力錨結(jié)構(gòu)或雙卡瓦結(jié)構(gòu)，如 HALLIBUR TON“ RTTS”封隔器（圖 415）和“ PL”（ Perma 一 Lach Packer）封隔器（圖 416）。 2）解封 此類封隔器大部分是直接上提油管串釋放卡瓦和膠筒而解封。 為了減少解封力和起下封隔器時的阻力，一般都設(shè)計有油套連通壓力平衡通道，此通道在坐封狀態(tài)時不連通。 3）適用條件 此類封隔器的優(yōu)點是容易坐封和解封，使用后保養(yǎng)、維修再利用簡易，價格較低，短期、臨時性完井施工作業(yè)，例如礫石充填前的 TCP 射孔、延長測試、試油作業(yè)等尤其有用。 由于它靠上提旋轉(zhuǎn)坐封，大斜度的深井和需下液控管線的生產(chǎn)完井施工較困難，一般都不采用。 2．液壓坐封雙油管封隔器 圖 417 是 A5 型雙油管封隔器的結(jié)構(gòu)，其坐封及解封的方法及作用原理與單管液壓坐封式封隔器類似。大部分產(chǎn)品都是從短管加壓坐封，也有部分產(chǎn)品由長管加壓坐封或設(shè)計為 選擇性坐封，根據(jù)不同用途而選用。 目前較常用的 產(chǎn)品有 BAKER 的“ A5”型（短管坐封）、“ AL5”型（長管坐封）、“ ALS5”型（選擇性坐封）、“ T2DRS”型（圖 418）； OTLS 的“ RDH”、“ BHD”和“ BHS”型（選擇性坐封）等。 表 41 7 分別為“ A5”和“ AL5”、“ T2DSR”、“ RDH”雙管封隔器的主要技術(shù)參數(shù)。 表 415 “ A— 5”和“ AL— 5”雙管封隔器主要技術(shù)參數(shù) 適用套管 類別 封隔器規(guī)格 備注 外徑 重量 封隔器可下入 最大 長管 短管 最小內(nèi)徑 最大內(nèi)徑 外徑 內(nèi)徑 內(nèi)徑 in mm 1b/ft in mm in mm in mm in mm in mm