裸眼井封隔器及其应用
(一)结构
由上接头、坐封钢球、坐封剪环、初坐剪环、初坐剪钉、坐封剪钉、控制阀、解封销钉（K342是反扣接头）、中心管、关闭弹簧、密封胶筒、下接头等部分组成。
(二)原理
封隔器坐封之前，由于过流通道被坐封剪环关闭，中心管内部的压力不能够通过过流通道传递，所以，无论中心管或外部的压力都不可能使封隔器坐封，因此，可以进行大排量的正反向顶替泥浆和洗井等施工作业。
封隔器坐封时，首先从油管投球，然后油管打压，在压力的作用下，剪断剪钉，液体从过流通道进入，推动控制阀，打开中心管－胶筒的环形通道，液体进入胶筒内部，胶筒在压力的作用下扩张，实现封隔器的坐封。油管放压之后，控制阀回位关闭进液口，阻止进入胶筒内部的液体流回到中心管，使封隔器胶筒始终保持密封状态，实现封隔器的长期井下密封。
技术指标及技术特点
一、技术指标
规格型号 K344/342/341
外 径 ， mm 148 128 80
适应井径， mm 160～215 140～190 95～127
最大工作压力，MPa 50 40 20
内 径 ， mm 62 30
工作温度， ℃ 150
二、技术特点
1、K342/K341型封隔器高压差投球坐封的裸眼井封隔器，适合泥浆顶替、完井管柱、地层预处理的酸压等施工。低压差液压坐封的裸眼井封隔器，能够组成多级封隔器管柱，完成裸眼井的分层测试和分层措施的需要。这两种坐封结构能够在现场根据施工需要进行转换，适应多用途的要求。
2、K342与K344之间的转换也能够在现场完成。可以根据现场工艺要求，快速完成封隔器的适应性改造。
3、通过环形控制阀保持胶筒的扩张状态，这种结构的控制阀结构简单，工作可靠。
施工管柱
一、K344型裸眼封隔器构成的酸压管柱(见图2)
1、封隔器
K344裸眼井封隔器。
2、管柱结构
酸压下层：封隔器+节流球座。
酸压上层：节流滑套+封隔器+反洗球座。
3、工作原理
在开始施工时，油管内部的液体在节流球座产生节流压差，当节流压差大于1MPa之后，K344封隔器胶筒扩张密封井壁。胶筒一旦密封井壁之后，封隔器上下压差增加，加速封隔器的坐封过程。
施工完成时，油管内部的液体流动停止，此时无节流压差，下压和油管内部的压力平衡，封隔器胶筒内部的液体随胶筒的回弹力被挤出胶筒内部，封隔器解封。
二、K342/K341下层措施/完井/采油管柱(见图3)
1、封隔器
K342、K341高压差投球坐封裸眼井封隔器。
2、管柱结构
完井管柱/措施管柱/采油管柱：封隔器+筛管。
3、工作原理
K341/K342封隔器(高压差投球坐封)组成的管柱，可以进行大排量的正反向顶替泥浆和洗井等对地层的预处理施工。
需要封隔器坐封时，中心管投球打压，坐封封隔器，即可以进行酸化或压裂等措施施工。
施工完成后，可以根据需要对地层进行抽吸求产、测试压力恢复、测流压和静压。
用于措施管柱：完成施工后，需要起出管柱时，K341封隔器上提管柱即可解封，K342顺时针旋转油管解封。封隔器解封之后起出管柱，完成现场施工。
用于完井管柱：直接转入采油（采气）。
三、K341/ K342分层措施/采油/注水管柱(见图4)
1、封隔器
K342、K341低压差液压坐封裸眼井封隔器。
2、管柱结构
分层措施/采油管柱：封隔器+连通阀+封隔器+堵头。
分层注水管柱：封隔器+配水器+封隔器+反洗凡尔。
3、工作原理
用于分层措施/采油管柱：由 K341/K342低压差液压坐封裸眼井封隔器、连通阀和堵头组成。管柱下到设计深度之后，中心管打压封隔器低压差液压坐封，压力继续升高打开连通阀后，封隔器中间的地层被隔断。可以对地层进行抽吸求产、酸化、压裂等处理，以及对地层进行测试压力恢复、测流压和静压，直至完井采油（采气）。
用于分层注水管柱：由 K341/K342低压差液压坐封裸眼井封隔器、配水器（带堵塞器）和反洗凡尔组成。管柱下到设计深度之后，对井筒进行反洗井施工。洗井结束之后，中心管打压封隔器低压差液压坐封，压力升高到5MPa以上保持2min，确保封隔器可靠坐封。再通过投捞操作，更换水嘴后正常注水。
若需要起出管柱，K341封隔器上提管柱解封，K342顺时针旋转油管解封，封隔器解封之后起出管柱，完成现场施工。
四、K341/K342选择性封堵管柱(见图5)
1、封隔器
K342-148、K342-128、K341-148、K341-128、K341-80的低压差液压坐封裸眼井封隔器。
2、管柱结构
选择性封堵管柱1： 丢手接头+低压差液压坐封裸眼井封隔器+油管+低压差液压坐封裸眼井封隔器+坐封球座+筛管。
选择性封堵管柱2：丢手接头+低压差液压坐封裸眼井封隔器+油管+高压差投球坐封裸眼井封隔器+筛管。
3、工作原理
选择性封堵管柱：由K341/K342低压差液压坐封裸眼井封隔器、油管和筛管组成。管柱下到设计深度之后，投球，中心管打压使封隔器坐封，压力继续升高打掉球座，连通下部地层，封隔器中间的地层被隔断，从而达到封堵中间层，开采上下层的目的。
需要解除地层封堵时，解封封隔器之后，起出管柱。
现场应用情况
扩张式封隔器在江汉、玉门和青海油田总共应用了6口井。其中气井酸压1口井、油井酸压5口井、裸眼井措施试气1口井。工艺成功率100％。
从现场应用的情况来看，在7in～41/2in组合套管井施工中，由于上部套管变形，使用小尺寸的裸眼井封隔器，实现了小尺寸井眼的酸压施工。在青海碱1井气井的现场施工中，使用外径148mm的裸眼井封隔器，实现了95/8in大井眼的密封要求，这两口井中裸眼井封隔器的密封系数分别达到了1.266和1.486，远远大于普通压缩式封隔器密封系数1.1的水平。
采用裸眼井封隔器对特殊尺寸井眼和套管变形井进行施工，解决了特殊套管井和变形套管井的酸压施工问题,扩展了油井增产措施施工的技术选择和增产技术的手段，达到了节约施工成本，提高油田采收率的目的。
现场应用结果证明，裸眼井封隔器及其配套的管柱密封性能良好，适用于各种尺寸井的酸压施工，工艺简单，安全可靠。
结论和建议
K344、K341、K342三种类型裸眼井封隔器中，K341和K342型的封隔器有低压差液压坐封和高压差投球坐封两种结构。高压差投球坐封的结构设计，可以满足完井工艺中顶替泥浆的工艺要求。
现场应用的封隔器密封性能良好，最大密封系数达到了1.486，远远大于普通压缩式封隔器密封系数1.1～1.15的水平。最高工作压差达到47MPa，最高工作温度达到142℃，完全满足现场的使用要求。
这种裸眼井封隔器及管柱，能够解决先期完井的裸眼井、套管侧钻开窗井、后期完井的裸眼井、组合套管井和特殊尺寸套管井的施工需要。
这里介绍的裸眼井封隔器的结构是属于单次坐封、解封结构，即只能在设计深度完成单次坐封和解封操作，不能够应用在裸眼井的不起管柱的大厚层多次连续分段措施酸化、大井段的连续分段地层测试等方面。
在国外有先进的可重复多次坐封、解封的裸眼井封隔器串，以及封隔器配套管柱的井下工具，建议继续开展裸眼井封隔器及其配套管柱的应用研究，进一步完善裸眼井封隔器系列、配套管柱和配套工具的研究工作，使之形成完善的工具系列。
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