【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(diǎn)、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(dòng)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(hù)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(jī)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(jī)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(shuō)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(dá)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(jì)）時(shí)，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(kāi)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(shí)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(shí)，水力錨向外擴(kuò)張，咬住套管壁，防止封隔器上移解封。其它型號(hào)（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(jìn)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(kāi)關(guān)連接，坐封前可先對(duì)油管柱進(jìn)行試壓或其它封隔器進(jìn)行坐封、驗(yàn)封，然后鋼絲作業(yè)將滑套打開(kāi)即可坐封本級(jí)封隔器，這種封隔器適合于下多級(jí)單管封隔器的生產(chǎn)管串進(jìn)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(dá)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413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/ftin mmin mmin mmin mm41/2~43A（1） ~（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(xiàng)可以根據(jù)需要定貨515~181159243B~1543C51/22620~2345A2~2045A413~45B62620~2345015~1845D65/83445E228~3245E424~2846A473865/82447A217~2047A4或73847A232~3547A426~2947B220~2647B417~2047C275/8~3947C424~47D220~2447D485/844~4949A2或32~4049A420~2849B95/847~51A240~4751A4~3651B 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inmm1b/ftInmminmm~其它參數(shù)可根據(jù)需要訂貨時(shí)向廠家提出~~~1315~1818~1313~1717~2320~2617~2424~2317~2320~2623~2623~2929~3229~3538~4024~~3924~3232~4036~4040~4747~~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inmm1b/ftinmminmminmminmm65/82447A2（1） ~（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2047A41747B273847A232~3547A426~2947B220~2647B417~2047C275/8~3947C424~47D220~2447D495/847~51A2 43/451A240~4751A4~3651B 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(diǎn)是采用上卡瓦來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)式的水力錨，因而具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、外徑小、耐大壓差而又價(jià)格較低等特點(diǎn)；另外還可以根據(jù)需要，在同一管串中多個(gè)封隔器調(diào)整不同的坐封壓力等級(jí)（即使用不同數(shù)量或不同剪切力的坐封銷釘）實(shí)現(xiàn)分別坐封、驗(yàn)封，滿足單管分層分采等需要，該封隔器技術(shù)參數(shù)見(jiàn)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inmm1b/ftinmmInmm～其它參數(shù)可根據(jù)需要訂貨。13～1717～2323～2929～36～3940～4747～ （3）機(jī)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(zhǎng)槽位置，在保持扭矩情況下，下放管柱加壓以脹開(kāi)卡瓦咬住套管壁，與此同時(shí)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(méi)有鎖住機(jī)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?。榱丝朔巳秉c(diǎn)，有些產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(shí)的阻力，一般都設(shè)計(jì)有油套連通壓力平衡通道，此通道在坐封狀態(tài)時(shí)不連通。 3）適用條件 此類封隔器的優(yōu)點(diǎn)是容易坐封和解封，使用后保養(yǎng)、維修再利用簡(jiǎn)易，價(jià)格較低，短期、臨時(shí)性完井施工作業(yè)，例如礫石充填前的TCP射孔、延長(zhǎng)測(cè)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(zhǎng)管加壓坐封或設(shè)計(jì)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(zhǎng)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417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(zhǎng)管短管最小內(nèi)徑最大內(nèi)徑外徑內(nèi)徑內(nèi)徑inmm1b/ftinmminmminmminmminmm51/220～23.45A()其它參數(shù)可根據(jù)需要訂貨時(shí)向廠家提出14～1745B()615～2345C()65/83246A(23/8)24～2846B2(23/8)20～2446B3(23/8)2046B4(23/8)1746C2(27/8)46C2(23/8)46C2(23/8)73846B2(23/8)35～3846B3(23/8)3546B4(23/8)23～3246C2(27/8)46C2(23/8)46C2(23/8)20～26.27646C4(27/8)(A)46C4(27/8)(A)46C4(23/8)(A)17～2046C6(27/8)(A)46C6(23/8)(A)