封隔器型号与原理
封隔器型号与原理
1.介绍：
封隔器（packer）是在套管里封隔油、气、水层，进行分层采油、分层注水，分层测试和作业的井下工具。封隔器的工作原理为其下井时，会使轨道销钉处于短轨道位置，当下至设计深度后，上提油管一定高度，再慢慢下放油管，达时轨道销钉沿着短轨道自动滑入长轨道内，锥体插入扶正卡瓦中，使卡瓦卡在套管内壁上，油管继续下放至座好井口，这时油管部分重量压在封隔器胶皮筒上，使胶皮筒扩张密封油套环形空间。
2.分类：
扩张式、压缩式、自封式、楔入式、自膨胀式、组合式
3.型号编制方法：
□□□□ □-□×□-□×□封隔器
□分别代表：
①分类代号；
②固定方式代号；
③坐封方式代号；
④解封方式代号；
⑤技术特征代号；
⑥最大外径×最小内径（mm×mm）；
⑦额定工作温度×额定工作压差（℃×MPa）
其中，
工作温度：用阿拉伯数字表示，单位为摄氏度（℃）。
工作压差：用阿拉伯数字表示，省略到个位数，单位为兆帕（MPa）。
4.常见封隔器类型及工作原理：
①压缩式封隔器：
Y111 封隔器：
用途：靠尾管支撑，管柱重量加压密封，无卡瓦。与卡瓦封隔器及配套工具组成分层采油、测试、找水、堵水、酸化等工艺管柱，用于分层卡堵水、找水和试油等。
工作原理：将该工具支撑在井底或其他卡瓦封隔器之上，下放管柱，在一定管柱重量作用下使上接头、中心管等一起下行压缩胶筒，使胶筒外径变大，封隔油套环空空间。在解封时，可直接上提管柱，释放胶筒即解封。
其中，1-密封圈；2-下接头；3-导向键；4-剪钉；5-承压接头；6-密封圈；7-胶筒；8-隔环；9-内中心管；10-外中心管；11-密封圈；12-调节环；13-上接头。
Y211 封隔器：
用途：用于分层试油、分层采油、套管验漏、卡水、找水、注水等井下作业。
工作原理：坐封时，按所需坐封高度上提管柱后下放，扶正器依靠弹簧的张力，使扶正块沿轨道中心管的轨道槽运动，滑环销钉从短槽的上死点运动到坐封位置长槽的上死点，卡瓦被锥体撑开卡在套管上，上接头、中心管一起下行压缩胶筒，封隔油套管环形空间；解封时，上提管柱，上接头和中心管一起上行，滑环销钉运动到下死点时锥体退出，卡瓦收回而解卡，同时胶筒也收回而解封。
Y441B 型双向锚定封隔器：
用途：单卡瓦双锥体锚定式封隔器，利用液压坐封、提放管柱解封。
工作原理：封隔器下至设计位置后，从油管加液压，液压力传入封隔器液缸后，推动下活塞下行将卡瓦撑开并锚定在套管上，同时上活塞锁块被释放，液压力推动上活塞上行压缩封隔件，封闭油套环空，卸压后锁紧机构锁紧，防止封隔件回弹。承压工作时，锚定机构将封隔件上下液体产生的力作用到套管上，承压平衡室保证中心管不受向上的作用力。解封时，上提管柱，锚定机构不动，中心管随管柱一起上行，剪断解封剪钉，释放解锁块，封隔件被释放，再上行，上拔上锥体，卡瓦脱离套管，封隔器完全解封。
其中，1-键套;2-上接头;3-解封剪钉;4-平衡缸套;5-平衡活塞;6-密封挡环;7-内中心管;8-上部外中心管;9-隔环;10-上活塞;11-活塞锁块;12-中心管锁块;13-上活座:14-锁环座;15-缸套:16-下部外中心管:17-锁环18-锁环套;19-上锥体;20-卡瓦套;21-卡瓦;22-片弹资;23-坐封的钉;24-下锥体;25-连接环;26-锁块环;27-解封锁块;28-密时环:29-解时锁环;30-下接头。
②扩张式封隔器：
K341 封隔器：
用途：与配水器配套使用，适用于 51/2″套管井分层注水，也可用于油井卡层采油工艺（不带反洗通道）。
工作原理：采用扩张式胶筒密封，无卡瓦锚定，液压坐封，上提或液压解封。油管内打压，压力通过液压坐封机构，进入封隔器内腔，胶筒涨封，坐封完成后，液压坐封机构关闭，停压时封隔器不解封；液压解封时，油套环空打压，压力将液压解封机构打开，封隔器内腔液体由液压解封机构排放到油管内腔，封隔器解封；上提解封时，上提管柱，剪断解封剪钉，上提解封机构打开，封隔器内腔液体由液压解封机构排放到油管内腔，封隔器解封，上提解封后，封隔器不能再坐封。
其中，1-上接头;2-中心管:3-解封剪钉;4-连接套:5-连接头;6、1 9-密封圈;7-密封胶套;8-坐封启动活塞;9-复位弹簧;0-弹簧座套;11-上护套;12-上胶筒固定座;13-坐封胶筒;14-钢带骨架;15-密封胶筒;16-下护套;17-下胶筒固定座1 8-滑动套;20-下接头;21-钢球;22-坐封销钉;2 3-球座。
K344 封隔器：
用途：应用于油田的分层注水、分层酸化、分层挤堵、分层压裂等施工工艺。
工作原理：当该工具下到预定位置时，从油管加液压，内、外压差达 0.5 - 0.7MPa 时，胶筒胀大，密封油套环形空间，放掉油管内的压力，胶筒即收回解封。
③自封式封隔器：
Z331 封隔器：
用途：适用于压差小的浅井。
工作原理：在下井后，依靠皮碗与套管内径的微小过盈使皮碗适度贴紧在套管内壁上，将封隔器上下两端的环形空间隔开。当皮碗张开端压力大于另一端压力时，此压力差使皮碗进一步张开，更紧地贴在套管内壁上，从而使封隔器皮碗与套管内壁密封良好，达到封隔环空的目的。当封隔器两端存在与上述方向相反的压力差时，将迫使封隔器皮碗收缩，此时，封隔器上下两端相互连通。
其中，1-油层套管;2-油管接箍;3-冲砂管内管;4-囊状橡胶密封胶筒;5-内外管上连接辐;6-冲砂管外管;7-上端面承托圈;8-内腔连通孔,;9-上端面承托杯;10-上端面支撑圈:;11-囊状胶筒内腔室;12-内腔支撑环;13-加强筋;14-下端面限位圈;15-下端面支撑圈;16-下端面承托杯;17-下端面承托圈;18-下连接头;19-内外管下连接辐;20-油管接头。
④楔入式封隔器：
工作原理：靠楔入件楔入封隔件，使封隔件直径变大以实现密封。具体型号的楔入式封隔器在实际应用中可能会根据具体的设计和工作需求有所不同，但总体都是基于这一基本工作原理。
其中：1-上接头;2-密封圈;3-导向体;4-上外套;5-防转螺栓;6-主体;7-下外套;8-定位套;9-导向套;10-下接头。
⑤组合式封隔器：
KZ344 组合式封隔器：
用途：可进行分层开采、分层试油、分层堵水、分层处理（酸化、压裂）、分层注水等油（气）田开发的工艺措施。
工作原理：随油管柱下井，由于两个皮碗的外径大于套管内径，存在一定的过盈量，使皮碗始终与套管内壁紧密接触，实现初步封隔。如果用于注入井，需要使胶桶膨胀起到密封作用时，投入钢球并注入高压液体，剪断剪钉，钢球推动滑套芯子下行，露出注水孔眼和滤网，高压液体通过滤网和硫化芯子均匀作用在胶桶内腔上，当胶桶内腔压力大于油套环空压力与胶桶抗张强度时，胶桶膨胀，密封油套管环形空间，实现二级封隔。解封时，停止注入高压液体，胶桶在套压和自身张力作用下收缩，与套管内壁脱离接触，上提生产管柱，皮碗上、下间的压差逐渐变小，皮碗在自身张力作用下逐渐恢复原状，实现解封。
其中，1-上接头;2-解封单向阀;3-上护套;4-密封胶筒;5-中心管;6-下护套;7-坐封单向阀;8-下接头。
除了上述提到的常见封隔器型号，还有以下几种：
P型封隔器：这种封隔器在结构上有其独特之处，适用于特定的井下工况。其工作原理可能涉及到机械结构的变形或特定的密封方式来实现封隔功能。常用于一些特殊的井下作业，如高温高压井、复杂井况等。
QS型封隔器：一种新型的封隔器，具有较好的密封性和可靠性，在一些特殊的油气田开发作业中得到应用。其设计和工作原理可能结合了多种封隔器的优点，以满足复杂井下环境的需求。
其中，
工作温度：用阿拉伯数字表示，单位为摄氏度（℃）。
工作压差：用阿拉伯数字表示，省略到个位数，单位为兆帕（MPa）。
4.常见封隔器类型及工作原理：
①压缩式封隔器：
Y111 封隔器：
用途：靠尾管支撑，管柱重量加压密封，无卡瓦。与卡瓦封隔器及配套工具组成分层采油、测试、找水、堵水、酸化等工艺管柱，用于分层卡堵水、找水和试油等。
工作原理：将该工具支撑在井底或其他卡瓦封隔器之上，下放管柱，在一定管柱重量作用下使上接头、中心管等一起下行压缩胶筒，使胶筒外径变大，封隔油套环空空间。在解封时，可直接上提管柱，释放胶筒即解封。
其中，1-密封圈；2-下接头；3-导向键；4-剪钉；5-承压接头；6-密封圈；7-胶筒；8-隔环；9-内中心管；10-外中心管；11-密封圈；12-调节环；13-上接头。
Y211 封隔器：
用途：用于分层试油、分层采油、套管验漏、卡水、找水、注水等井下作业。
工作原理：坐封时，按所需坐封高度上提管柱后下放，扶正器依靠弹簧的张力，使扶正块沿轨道中心管的轨道槽运动，滑环销钉从短槽的上死点运动到坐封位置长槽的上死点，卡瓦被锥体撑开卡在套管上，上接头、中心管一起下行压缩胶筒，封隔油套管环形空间；解封时，上提管柱，上接头和中心管一起上行，滑环销钉运动到下死点时锥体退出，卡瓦收回而解卡，同时胶筒也收回而解封。
Y441B 型双向锚定封隔器：
用途：单卡瓦双锥体锚定式封隔器，利用液压坐封、提放管柱解封。
工作原理：封隔器下至设计位置后，从油管加液压，液压力传入封隔器液缸后，推动下活塞下行将卡瓦撑开并锚定在套管上，同时上活塞锁块被释放，液压力推动上活塞上行压缩封隔件，封闭油套环空，卸压后锁紧机构锁紧，防止封隔件回弹。承压工作时，锚定机构将封隔件上下液体产生的力作用到套管上，承压平衡室保证中心管不受向上的作用力。解封时，上提管柱，锚定机构不动，中心管随管柱一起上行，剪断解封剪钉，释放解锁块，封隔件被释放，再上行，上拔上锥体，卡瓦脱离套管，封隔器完全解封。
其中，1-键套;2-上接头;3-解封剪钉;4-平衡缸套;5-平衡活塞;6-密封挡环;7-内中心管;8-上部外中心管;9-隔环;10-上活塞;11-活塞锁块;12-中心管锁块;13-上活座:14-锁环座;15-缸套:16-下部外中心管:17-锁环18-锁环套;19-上锥体;20-卡瓦套;21-卡瓦;22-片弹资;23-坐封的钉;24-下锥体;25-连接环;26-锁块环;27-解封锁块;28-密时环:29-解时锁环;30-下接头。
②扩张式封隔器：
K341 封隔器：
用途：与配水器配套使用，适用于 51/2″套管井分层注水，也可用于油井卡层采油工艺（不带反洗通道）。
工作原理：采用扩张式胶筒密封，无卡瓦锚定，液压坐封，上提或液压解封。油管内打压，压力通过液压坐封机构，进入封隔器内腔，胶筒涨封，坐封完成后，液压坐封机构关闭，停压时封隔器不解封；液压解封时，油套环空打压，压力将液压解封机构打开，封隔器内腔液体由液压解封机构排放到油管内腔，封隔器解封；上提解封时，上提管柱，剪断解封剪钉，上提解封机构打开，封隔器内腔液体由液压解封机构排放到油管内腔，封隔器解封，上提解封后，封隔器不能再坐封。
其中，1-上接头;2-中心管:3-解封剪钉;4-连接套:5-连接头;6、1 9-密封圈;7-密封胶套;8-坐封启动活塞;9-复位弹簧;0-弹簧座套;11-上护套;12-上胶筒固定座;13-坐封胶筒;14-钢带骨架;15-密封胶筒;16-下护套;17-下胶筒固定座1 8-滑动套;20-下接头;21-钢球;22-坐封销钉;2 3-球座。
K344 封隔器：
用途：应用于油田的分层注水、分层酸化、分层挤堵、分层压裂等施工工艺。
工作原理：当该工具下到预定位置时，从油管加液压，内、外压差达 0.5 - 0.7MPa 时，胶筒胀大，密封油套环形空间，放掉油管内的压力，胶筒即收回解封。
③自封式封隔器：
Z331 封隔器：
用途：适用于压差小的浅井。
工作原理：在下井后，依靠皮碗与套管内径的微小过盈使皮碗适度贴紧在套管内壁上，将封隔器上下两端的环形空间隔开。当皮碗张开端压力大于另一端压力时，此压力差使皮碗进一步张开，更紧地贴在套管内壁上，从而使封隔器皮碗与套管内壁密封良好，达到封隔环空的目的。当封隔器两端存在与上述方向相反的压力差时，将迫使封隔器皮碗收缩，此时，封隔器上下两端相互连通。
其中，1-油层套管;2-油管接箍;3-冲砂管内管;4-囊状橡胶密封胶筒;5-内外管上连接辐;6-冲砂管外管;7-上端面承托圈;8-内腔连通孔,;9-上端面承托杯;10-上端面支撑圈:;11-囊状胶筒内腔室;12-内腔支撑环;13-加强筋;14-下端面限位圈;15-下端面支撑圈;16-下端面承托杯;17-下端面承托圈;18-下连接头;19-内外管下连接辐;20-油管接头。
④楔入式封隔器：
工作原理：靠楔入件楔入封隔件，使封隔件直径变大以实现密封。具体型号的楔入式封隔器在实际应用中可能会根据具体的设计和工作需求有所不同，但总体都是基于这一基本工作原理。
其中：1-上接头;2-密封圈;3-导向体;4-上外套;5-防转螺栓;6-主体;7-下外套;8-定位套;9-导向套;10-下接头。
⑤组合式封隔器：
KZ344 组合式封隔器：
用途：可进行分层开采、分层试油、分层堵水、分层处理（酸化、压裂）、分层注水等油（气）田开发的工艺措施。
工作原理：随油管柱下井，由于两个皮碗的外径大于套管内径，存在一定的过盈量，使皮碗始终与套管内壁紧密接触，实现初步封隔。如果用于注入井，需要使胶桶膨胀起到密封作用时，投入钢球并注入高压液体，剪断剪钉，钢球推动滑套芯子下行，露出注水孔眼和滤网，高压液体通过滤网和硫化芯子均匀作用在胶桶内腔上，当胶桶内腔压力大于油套环空压力与胶桶抗张强度时，胶桶膨胀，密封油套管环形空间，实现二级封隔。解封时，停止注入高压液体，胶桶在套压和自身张力作用下收缩，与套管内壁脱离接触，上提生产管柱，皮碗上、下间的压差逐渐变小，皮碗在自身张力作用下逐渐恢复原状，实现解封。