K331型热敏金属扩张式封隔器.pdf

维普资讯 72 油 气 采 收 率 技 术 1996年 6月 · 机械采油 ·． 12一一 ，b K331型热敏金属扩张式封隔器 塑 —塞 王计平 张力杰 段红军 丁F7．2’ (辽河石油勘探局) (沈阳啦天采油工具研究所) 郑良宏，王计平．张伟，张力杰．段红军 ．K33I型热敏金属扩张式封隔器 ．油气采收牢技术，1，96，3 (2)：72～76 摘要 K33I型懒教金属扩张式封隔器是稠油热栗中的一种重要工具。它的研制与戚功应用，克服 了原来多种热采封隔器的缺点，如撮作匿难，不座封和不解封的几率较高等。它解决了普通注汽井、 舟层注汽井和侧钻井的隔热或舟层注汽的难题。1995年 11月谊封隔器通过了中国石油天撩气总公 司组织的技术鐾定，被祆菏是国内首创，迟到国际领先水平，并于 1996年3月袭锝国束寺利，寺利 号 ZL95 2 3003．6。 主题词 哭 主题词!堕哭垫多扩张张『堕罗 南 }IJ兰 ／ 0 引 言 ／ 热采封隔器是稠油开采中十分重要 的井下工具，其性能的好坏直接影响注汽效果和套管 的使用寿命 从稠油开发的初期开始，辽河石油勘探局先后研制和推广使用了 “高封 ”、 “DGT”，“R7”，“化学膨胀式”等十余种热采封隔器。这些封隔器在当时的技术条件和生产环境 下起到了重要作用。但这些封隔器也都存在着性能缺陷，“高封 ”、“DGT”、“R7等型号的压缩 式封隔器虽然密封性能 良好，但使用时操作困难，不座封和不解封的几率较高I“化学膨胀式” 封隔器虽然有操作简便、成本较低的优点，但存在着密封性能较差和不能解封的问题。截止 1995年 l2月份，辽河石油勘探局因封隔器不能解封而造成井下事故已达52031。此外封隔器 密封性能不好也是造成套管损坏的重要原固，截止 1995年 l2月份，辽河局稠油井套管损坏井 达 290口，造成大量的停产和带病生产井，严重影响了稠油的开采，破坏了油田平面井阿的完 善，降低了储量动用程度，增大了大修工作量，影响了油井开发效果和经济效益。为了克服现有 热采封隔器的缺陷，适应稠油开采的需要．辽河石油勘探局和沈阳市蓝天采油工具研究所共同 研制开发了K331型热敏金属扩张式封隔器 。 1 K331型热敏金属扩张式封隔器的结构 K331型热敏金属扩张式封隔器的结构如图l所示。主要 由以下一些部件组成：① 中心 管，② 固定压环．③ 密封胶筒，④ 热敏金属片，⑤ 移动压坏，@ 弹性档圈，⑦ 锁紧螺母，@ 下 端盖。 收稿 日期，1996—04一lO 维普资讯 第 3卷 第 2期 郑 良宏等：K331型热敏金属扩张式封藕器 73 图1 热被金属扩张式封隔器的结掏 2 工作原理 该封陌器使用的一种关键材料是热敏金属，热敏金属材料是 由上下两种不同的组元层构 成的，即高膨胀层和低膨胀层。当温度升高时由于两个组元层热蓐胀系数不同而迫使板材本身 发生挠曲变形从而产生变形力。封隔器下入井内指定位置后，当注入热蒸汽时，由于温度升高， 热敏金属开始动作 ，当温度达到 200℃时，热敏金属件 即可推动密封胶筒扩张直至与套管内壁 接触，实现初步座封 。 初步座封后，套管 内封隔器的上下两端形成压力羞 ，通过平衡气孔的热蒸汽继续推动密封 腔筒向外扩张，实现了自动座封。此时座封力为热敏金属件和注入蒸汽压力的合力。由于注汽 压力对座封起到了补充作用，所以注汽压力越大 ，密封压力也越大 ，保证 了密封的持久性与可 靠性。 实现座封后 ，封隔器下端的汽流作用在件⑤上 ．使其向上运动，防止密封胶筒从压环中脱 出，并压缩胶筒提高密封性。在注汽管柱螺纹密封的前提下，可保证封隔器上部套压为零。 停止注汽后，密封胶筒 自动回收，实现解封，即可进行下一步作业。由于密封胶筒回收彻 底，所以封隔器解封后上提时不会发生遇卡现象。 3 工作条件 (1) 注汽压力不大于 2