井下工具基础知识讲座 油气工艺技术研究院 付钢旦 一、井下工具基本知识 二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件 三、常用井下封隔器介绍 四、深井泵工作原理介绍 五、长庆油气田井下工具发展现状及方向 讲座提纲 井下工具是油气田开发完井及修井作业实现的基本 手段之一，是油气田开采工艺主要组成部分，对油气田 高效开发起着主要支撑作用。 （一）井下工具分类 一般分为两大类 1、油气井完井工具 封隔器、控制工具、扶正防磨工具。 2、油气井配套打捞及修井作业工具 管柱打捞配套工具、钢丝打捞配套工具、修井作业 配套工具。 一、井下工具基础知识 （二）井下工具尺寸特征及使用性能数表示方法 一、井下工具基础知识 （三）井下工具设计基本要求 1、满足油气田开发工艺技术要求； 2、满足油气田流体介质腐蚀要求； 3、满足油气田特殊完井工艺要求； 4、井下工具设计越简单越好； 一、井下工具基础知识 （四）井下工具设计基本技巧 1、下入套管工具设计 （1）通井规一般小于套管内径6－8mm （2）工具最大外径小于通井规外径1－2mm （3）封隔器密封元件（胶筒）小于工具最大外径1－2mm 2、下入油管工具设计 （1）油管规一般小于油管内径2－3mm （2）工具最大外径小于油管规外径1－2mm （3）密封元件（胶筒）小于工具最大外径1－2mm 一、井下工具基础知识 3、工具配合公差设计 （1）井下工具设计一般采用基轴制配合 （2）基轴制配合公差优选 国外一般采用H9/d9配合设计，国内一般采用H8/f9、H8/f8、H8/e9等高精度配合设计。 考虑到机床跳度、井下温度膨胀效应因素，选择H9/d9优先配合公差设计比较合理。 （3）自锁扣整体配合公差设计一般为齿高1.25倍（1.25h）左右。 一、井下工具基础知识 4、工具导向设计 （1）入井工具应考虑上、下导入设计，减少卡钻机会； （2）密封组成设计应考虑轴进入导入设计，减少密封元件损坏； 5、密封元件材料优选 （1）对于可取式工具一般采用丁晴橡胶； （2）对于永久性气井完井（H2S、CO2）一般采用氢化丁晴； （3）对于井下反复开关控制工具，一般采用非弹性组合密封材料（聚四氟乙烯）； （4）完井封隔器胶筒采用邵氏硬度70－85； （5）高压作业（压裂）采用邵氏硬度80－95。 一、井下工具基础知识 6、工具加工耝造度优选 （1）一般工具表面耝造度度为6.3； （2）一般配合面耝造度度为3.2； （3）密封槽面耝造度度为1.6－3.2； （4）动态轴、孔配合面耝造度度为1.6； （5）高精度动态轴、孔配合面耝造度度为0.8－1.6。 一、井下工具基础知识 7、工具材料及处理工艺 （1）对于耐磨及提高硬度（强度），一般采用渗碳处理； （2）对于一般防腐、耐磨及提高硬度（强度），一般采用渗氮或氮化处理； （3）对于一般仅防腐采用镍磷镀； （4）深井泵工作筒及活塞一般采用镀铬； （5）气井完井工具一般采用高含铬合金钢或不锈钢，并表面氮化处理； 一、井下工具基础知识 7、工具材料及处理工艺 （6）常规油水井完井工具一般采用35CrMo或42CrMo合金钢，并表面氮化或镍磷镀； （7）卡瓦一般淬火回火硬度控制在HRc45－55； （8）弹簧一般淬火回火硬度控制在HRc38－42； （9）薄弹性套、卡簧或自锁扣，一般采用表面高频淬火； （10）合金钢加工一般必须调质处理，调质处理硬度HB241－290。 一、井下工具基础知识 （五）工具图纸设计技术要求 1、图纸设计必须有组装图 2、图纸设计必须标注配合公差 3、图纸设计必须标注形位公差 4、图纸设计必须标注加工耝造度 5、图纸设计必须标注材料及处理工艺 6、图纸设计必须标注参考基准面 7、图纸设计必须标注技术要求 一、井下工具基础知识 （一）封隔器分类 1、分类方法 按封隔器封隔件实现密封的方式进行分类。 2、分类 自封式：靠封隔件外径与套管内径的过盈和工作压差实现密封的封隔器。 压缩式：靠轴向力压缩封隔件，使封隔件外径变大实现密封的封隔器。 扩张式：靠径向力作用与封隔件内腔液压，使封隔件外径扩大实现密封的封隔器。 组合式：由自封式、压缩式、扩张式任意组合实现密封的封隔器。 二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件 （二）封隔器型号编制方法 1、编制方法 按封隔器分类代码、固定方式代号、坐封方式代号、解封方式代 号以及封隔器刚体最大外径、工作温度/工作压差六个参数依次 排列，进行型号编制。 2、 代号说明 （1）分类代号：用分类名称第一个汉字的汉语拼音大写字母 表示，组合式用各式的分类代号组合表示。 二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件 二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件 Y241-115-120℃／60 （二）封隔器型号编制方法 （2）固定方式代号：用阿拉伯数字表示。 （3）坐封方式代号：用阿拉伯数字表示。 二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件 （二）封隔器型号编制方法 （4）解封方式代码：用阿拉伯数字表示。 （三）油气田封隔器通用技术条件 1、封隔器基本参数 （1）工作压力（单位：MPa） （2）工作温度（单位：℃） 二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件 （3）钢体最大外径（单位：mm） （4）钢体内通径（单位：mm） 二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件 2、使用要求 （1）使用封隔器时，必须检查合格证，并存档。 （2）封隔件、密封件不得超过有效期使用。 （3）封隔器下井时，若井况不明，必须通井。 （4）起下封隔器，必须装指重表或拉力计。 （5）封隔器下入井内位置必须符合井下管柱结构图的要求。 （6）封隔器管柱的连接螺纹必须涂螺纹密封脂。 （7）封隔器的下井速度不得超过1.0－1.2m/s，且操作平稳。 （8）必须按使用说明书要求使用封隔器。 （9）封隔器下井深度，一律以封隔件上端面为基准。 二、封隔器分类、型号编制方法及通用技术条件