【正文】 防中途坐封封隔器設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄中文摘要英文摘要1. 緒論...................................................1 題目的意義.........................................1 國(guó)內(nèi)封隔器的發(fā)展與應(yīng)用.............................2 封隔器的設(shè)計(jì)原則...................................4 封隔器基本標(biāo)準(zhǔn).....................................5 封隔器的分類(lèi)...................................5 封隔器的型號(hào)編制...............................5 代號(hào)說(shuō)明及應(yīng)用舉例.............................5 油田用封隔器通用技術(shù)條件.......................6 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容.......................................7 設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)...................................7 結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn).................................72. 總體方案與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)....................................9 總體方案設(shè)計(jì).......................................9 結(jié)構(gòu)組成.......................................9 工作原理......................................10 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)..........................................10 鎖緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及選擇..........................11 錨定方式的選擇................................12 解封方式的選擇................................14 丟手機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)................................14 設(shè)計(jì)計(jì)算..........................................19 膠筒的設(shè)計(jì)計(jì)算................................19 卡瓦的設(shè)計(jì)計(jì)算................................23 活塞的行程計(jì)算................................26 彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算................................27 剪釘?shù)脑O(shè)計(jì)計(jì)算................................27 封隔器坐封高度計(jì)算............................30 密封的設(shè)計(jì)....................................32 3. 強(qiáng)度校核.............................................35 內(nèi)中心管的校核計(jì)算................................35 油缸的校核計(jì)算....................................36 活塞桿的強(qiáng)度校核..............................36 缸筒壁厚的校核................................37 上接頭凸臺(tái)處受力校核..............................37 鎖緊機(jī)構(gòu)的校核....................................37 外中心管上鎖緊機(jī)構(gòu)的校核......................37 襯管上卡簧片的校核............................384. 經(jīng)濟(jì)性分析...........................................395. 設(shè)計(jì)總結(jié).............................................40參考文獻(xiàn).................................................41 防中途坐封封隔器摘要 為了使封隔器在油田能夠得到進(jìn)一步的廣泛應(yīng)用，在此主要針對(duì)常規(guī)封隔器在作業(yè)時(shí)存在的中途坐封、丟手失敗、承受雙向壓力能力差導(dǎo)致一次成功率低的問(wèn)題，進(jìn)行防中途封隔器的設(shè)計(jì)。該封隔器設(shè)計(jì)了防中途坐封裝置、后處理裝置和分壓裝置，采用了液壓坐封丟手、雙向錐體卡瓦錨定、機(jī)械內(nèi)鎖緊和上提下放管柱解封結(jié)構(gòu)，具有抗碰撞、坐封丟手靈活、防上滑、懸掛能力強(qiáng)、通徑大及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單綜合性能強(qiáng)等特點(diǎn)，可用于懸掛管柱、作橋塞、卡封及堵水。關(guān)鍵詞 封隔器 坐封 丟手 解封 結(jié)構(gòu) Packer with haifway seatingAbstract In order to makethe conventional packers packers used further widely in oil field , in mainly aiming at halfway seating ,failure of giving up ,badly bearing ability of twoway pressure leading to the problem of a low success , we are ready to design the packer with halfway seating . The packer has been designed ,including halfway seating device , postprocessing device and partial pressure device ,in the same time the hydraulic giving up sealing , twoway sit cone card tile anchor mechanical lock and string deliding through carring on or putting down structure have been adopted . It has the resistance of impacting ,giving up flexible ,avoiding the sealing slippery ,better hanging ability ,large drift diameter and better prehensive structure characteristic. In addition,it can been also used as hanging pipe column ,bridge plug , type packer and water plugging.Keyword packer sealing giving up deblocking structure1 緒論 題目的意義封隔器是油田采油工具中重要井下工具之一，它位于套管和油管之間。油井封隔器應(yīng)用于采油作業(yè)。在疏松砂巖油藏的防砂施工中使用的懸掛丟手工具性能的優(yōu)劣是防砂能否一次成功的關(guān)鍵。常規(guī)的封隔器防中途坐封能力不強(qiáng)，當(dāng)懸掛較長(zhǎng)防沙管或在大斜度井中下井過(guò)程中，管柱受力復(fù)雜，封隔器極易中途坐封而降低一次施工成功率，大大增加了作業(yè)費(fèi)用。另外，常規(guī)封隔器不具備后處理安全裝置，在進(jìn)行打撈作業(yè)時(shí)，若懸掛的管柱被砂埋，使得封隔器極易被拔斷，打撈難度大大增加。針對(duì)這些問(wèn)題，在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，進(jìn)行了防中途坐封安全處理封隔器設(shè)計(jì)。油田的地下油層往往是多油層和非均質(zhì)（油水等比例及密度不一致）的。各層的滲透性能、壓力和含水程度差別會(huì)很大，如果采油時(shí)對(duì)多層籠統(tǒng)開(kāi)采，處在同壓力作用下，滲透性好、壓力高的地層就產(chǎn)油多，而中低滲透層及壓力較低的油層，則因生產(chǎn)壓差小，不能發(fā)揮生產(chǎn)能力。因此，要使非均質(zhì)、多油層的油田確保高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，就要調(diào)整各層之間的矛盾，使不同滲透性和壓力的油層能夠比較合理的開(kāi)采。實(shí)行分層配產(chǎn)方法就是在油井內(nèi)下放一套分層配產(chǎn)管柱，以控制各層，使其在合理壓差下生產(chǎn)出油。分層配產(chǎn)管柱由油管、活動(dòng)油管頭、工作筒、偏心配產(chǎn)管柱、封隔器、支撐卡瓦、撞擊筒、絲堵、套管構(gòu)成的。其中最重要的是封隔器和偏心配產(chǎn)器。其工作原理為：分層配產(chǎn)管柱下入井中后，根據(jù)油井內(nèi)各油層的性質(zhì)，用封隔器將層分隔開(kāi)來(lái)，并選擇不大小的井底油嘴，控制油的產(chǎn)出量，以此控制生產(chǎn)壓差，使是各層段按其自身特點(diǎn)進(jìn)行生產(chǎn)。 封隔器結(jié)構(gòu)示意圖： 1上接頭 2調(diào)節(jié)環(huán) 3“O”型圈 4邊膠筒 5隔環(huán) 6中膠筒 7中心管 8楔形體帽 9檔環(huán) 10防松螺釘 11 楔形體12防松螺釘 13限位螺釘 14卡瓦 15大卡瓦檔環(huán) 16固定螺釘 17連接環(huán) 18小卡瓦檔塊 19防松螺釘 20護(hù)罩 21彈簧 22鎖環(huán)套 23檔球套 24檔球 25頂套 26扶正體 27壓環(huán) 28摩擦塊 29壓簧 30限釘壓環(huán) 31滑環(huán) 32軌道銷(xiāo)釘 33防松螺釘 34下接頭封隔器主要由坐封裝置、密封裝置、鎖緊裝置、懸掛裝置和丟手裝置組成，還設(shè)計(jì)了防中途坐封裝置、后處理安全裝置和分壓裝置。防中途坐封裝置包括防中途坐封束爪、活塞、剪釘、襯管、中心管、上錐體、卡瓦筒、卡瓦、彈簧、下錐體和調(diào)節(jié)螺帽。后處理安全裝置包括下錐體、懸掛銷(xiāo)釘、解封環(huán)、解封銷(xiāo)釘、下接頭和丟手束爪。此裝置通過(guò)解封環(huán)和解封銷(xiāo)釘安裝在中心管上，丟手束爪一端與懸掛管連接，另一端為懸掛爪型結(jié)構(gòu)，與下接頭內(nèi)螺紋相連，內(nèi)表面由球座上的支撐環(huán)支撐。分壓裝置包括分壓環(huán)、補(bǔ)償膠筒和膠筒壓帽。此裝置安裝于襯管上，膠筒壓帽與上錐體相連。 國(guó)內(nèi)封隔器的發(fā)展與應(yīng)用 封隔器是井下管柱的核心部分在采油工藝中起著極其重要的作用。從早期的“種子袋”封隔器問(wèn)世以來(lái)，封隔器的發(fā)展經(jīng)歷了一百多年的歷史，其種類(lèi)繁多。最早出現(xiàn)的封隔器不帶有錨定機(jī)構(gòu)，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用途單一，承壓能力低，隨著石油工業(yè)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)，它遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要，這樣就出現(xiàn)了帶有錨定的封隔器。封隔器大致經(jīng)歷了由無(wú)錨定到單向錨定和雙向錨定的發(fā)展過(guò)程。一般來(lái)講，無(wú)錨定封隔器雙向承壓能力都比較低，單向錨定封隔器只有較高的單向承壓能力，而雙向錨定封隔器則具有了較高的雙向承壓能力。 隨著石油工業(yè)的發(fā)展，封隔器也不斷發(fā)展，種類(lèi)也越來(lái)越多，其類(lèi)型有：支撐式、卡瓦式、皮碗式、水力擴(kuò)張式、水力自封式、水力密封式、水力壓縮式等。對(duì)于支撐式而言，是以井底（或卡瓦封隔器和支撐卡瓦）為支點(diǎn)，加壓一定管柱重量來(lái)坐封封隔器，這種封隔器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不能單獨(dú)使用，主要用于分層試油、采油、找水、堵水和酸化等；而水力擴(kuò)張式封隔器主要用于注水、酸化、壓裂、找串和封串等；水力壓縮式封隔器沒(méi)有卡瓦支撐，靠從油管內(nèi)加液體來(lái)坐封（壓縮膠筒，使其直徑變大，封隔油、套管環(huán)行空間），都能多級(jí)使用。主要用于分層采油、分層找水、堵水，分層試油和油井熱油循環(huán)清蠟等。在當(dāng)前各大油田中，大多使用的封隔器為以上幾種形式，但是還不能解決問(wèn)題。隨著油、氣井增多和復(fù)雜程度，封隔器的要求也要提高，例如，中原井下研究所研制成功開(kāi)窗側(cè)鉆導(dǎo)斜封隔器，主要解決油田老區(qū)塊具有開(kāi)發(fā)價(jià)值的加深井，變形和事故井恢復(fù)生產(chǎn)的難題，它比打新井投資少，周期短，是油田原油上產(chǎn)的重要措施之一。以前，套管開(kāi)窗打水泥塞，座斜向器，開(kāi)窗至少需要下三趟鉆，施工周期長(zhǎng)，側(cè)鉆成本高。開(kāi)窗側(cè)鉆導(dǎo)斜封隔器開(kāi)窗側(cè)鉆中，只需一趟就可將封隔器、斜向器和開(kāi)窗鉆頭送入設(shè)計(jì)深度，實(shí)現(xiàn)坐封，定向，開(kāi)窗一次成功。我國(guó)封隔器分類(lèi)及型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)：第1位字母代表分類(lèi)方式(z自封、Y壓縮、x楔入、K擴(kuò)張)。第1位數(shù)字代表支持方式(1尾管、2單向卡瓦、3無(wú)卡瓦、4雙向卡瓦、’5錨定)；第2位數(shù)字代表坐封方式(1提放管柱、2轉(zhuǎn)管柱、3自封、4液壓、5下工具)；第3位數(shù)字代表解封方式(1提放管柱、2轉(zhuǎn)管柱、3鉆銑、4液壓、5下工具)。很多油田和制造廠的封隔器產(chǎn)品另有命名方法，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)化工作混亂。由于油田老化，為保證穩(wěn)產(chǎn)，二次采油及三次采油對(duì)封隔器的性能要求更苛刻；與深井、超深井、水平井及分支井作業(yè)相匹配的封隔器嚴(yán)重缺乏。因此有必要系統(tǒng)總結(jié)現(xiàn)有封隔器技術(shù)及產(chǎn)品，加大新材料研發(fā)力度，開(kāi)展新的坐封方式和作業(yè)工藝研究，為油田開(kāi)發(fā)提供有力支持。 一般封隔器產(chǎn)品及配套工具。壓縮式封隔器是主流產(chǎn)品，卡瓦式其次。目前應(yīng)用的主要封隔器產(chǎn)品系列包括：Y11Y2ll、Y22Y24Y34Y34Y34Y44Y44Y44Y44Y541