□ 谷 磊

中国石化石油工程技术研究院 北京 100101

1 设计背景

扩张式封隔器坐封后,能够对位于下部的环空进行密封。为提高密封性能和保护胶筒,在扩张式封隔器胶筒上端设计了护肩机构。护肩机构能够在胶筒胀封时产生塑性变形,与井壁形成摩擦力,防止胶筒承压后产生位移和挤出变形。常规入井试验受井筒结构限制,只能进行上环空试压,无法真实测试扩张式封隔器的工作状态。并且对于上提解封扩张式封隔器而言,上环空试压容易导致封隔器提前发生解封动作。扩张式封隔器需要在一定井眼范围内坐封,如外径为178 mm的扩张式封隔器,需要在内径为241 mm的井筒内坐封,由于存在10%井眼扩大率,这一封隔器在内径为265 mm的井筒内同样需要能够坐封。

由以上介绍可知,扩张式封隔器的性能与现场试验都有较高的要求。对此,笔者设计了扩张式封隔器性能测试装置,用于模拟实际井况,充分测试扩张式封隔器的性能[1-5]。

2 扩张式封隔器结构

扩张式封隔器结构如图1所示。扩张式封隔器通过胶筒进液膨胀,实现环空密封。扩张式封隔器工作时,由中心管进液孔进液。中心管内憋压超过启动剪钉设定值后,剪断启动剪钉,单向阀向右运动,使液体进入胶筒,进而使胶筒膨胀。膨胀达到设定压力值后,胶筒完全坐封。坐封后中心管内停止进液,并开始泄压,单向阀在弹簧的作用下复位并密封,使胶筒内部保持压力,从而保持坐封状态。扩张式封隔器胶筒护肩机构采用延展性较好的金属塑性材料,并设计为锯齿结构。……