摘 要： 目前油田分注井所用封隔器主要以Y341系列为主，该类型封隔器对于多段分注井在换封作业时存在解封困难、易于造成大修作业的问题；Y111系列底部支撑式封隔器是一种靠尾管支撑、油管自重座封、上提管柱解封的压缩式封隔器，其解封过程为随着油管柱的上提由上至下逐级解封，封隔器易于起出，在现场实际操作时，座封高度确定的是否合适，是决定座封成功及分注效果的关键因素。
　　关键词： 封隔器 支撑 坐封高度
　　1、 概述
　　 目前油田分注井所用封隔器主要以Y341系列为主，Y341系列封隔器是一种无支撑、液压坐封、上提管柱解封的压缩式封隔器，其在分注井中应用有座封简单的优势，但对于多段分注井在换封作业时存在解封困难的问题，尤其对于水质不好、井底出砂的水井，其在解封过程时多半由于吨位过大而易造成大修作业且大修作业难度较大、周期较长。
　　 为此2011年青海油田采油一厂开始在分注井中试用Y111系列底部支撑式封隔器，Y111型底部支撑封隔器是一种靠尾管支撑、油管自重座封、上提管柱解封的压缩式封隔器，其工作原理为座封时将封隔器下至井筒设计位置后，下放管柱，靠油管柱重力通过中心管带动压缩部件压缩胶筒，密封油套环形空间；解封时上提油管柱卸除封隔器上部载荷后即可释放封隔件自行解封，其解封过程为随着油管柱的上提由上至下逐级解封，解封彻底封隔器易于起出。
　　 在水井换封作业现场操作支撑式封隔器时，座封高度确定的是否合适，是决定座封成功及分注效果的关键因素。座封高度太小，封隔器加压不够，不能正常坐封，影响密封胶筒密封效果；座封高度太大，一则加压过大，会造成井内油管严重弯曲，损坏油管及入井工具，二则井口油管挂难以坐于油管头密封槽内，井口密封不能实现。为此座封前须对坐封高度进行一个较为准确的计算。
　　
　　2、 座封高度计算
　　 座封高度即油管挂上平面距顶丝法兰上平面之间的距离，如图中的H值，在换封作业现场实际操作时，即为管柱的下压值。
　　1） 座封前井下管柱的实际状态
　　油管及各种井下工具下入至井筒中，再用油管挂或吊卡座于井口装置之后，管柱变形量用函数形式可表示为：
　　△L=f(G, F浮, F内, F外, T，A) △L：管柱变形量其中内压F内和外压F外对管柱轴向变形影响很小，可忽略不计，温度T、井斜A为简化计算便于实际操作暂不考虑。应用胡克定律可得出座封前管柱在流体中的伸长量：
　　 △L= （1）
　　 其中：△L：管柱在流体中的自重伸长量，m；
　　 F：管柱的横截面积，m2；
　　 E:管柱材料的弹性模量，N/m2
　　 q钢:管柱在空气中的没米比重，N/m；
　　 q液：井筒中流体每米比重，N/m；
　　 L:管柱长度，m；
　　2） 座封后井下管柱的实际状态
　　
　　
　　
　　
　　座封后，中性点以上的管柱L1受拉力作用，中性点以下的管柱L2受压力作用，根据公式（1）可以得出:
　　 L1受拉的伸长量为：△L1= （2）
　　 L2受压的压缩量为：△L2= （3）
　　且L=L1+L2，L2在流体中的管柱重量即为封隔器的座封吨位P，可以得出封隔器的座封载荷：p= L2(q钢-q液)，即：
　　 L2= （4）
　　 p：封隔器座封载荷，N。
　　则管柱座封后的总压缩量为：
　　△L缩=△L-△L1+△L2
　　将（1）、（2）、（3）、（4）式代入（5）得：
　　 △L缩= （6）
　　 另外封隔器座封后会被压缩，再考虑封隔器的压缩距S，则在不考虑配水器等其他入井工具长度变化的情况下，座封高度H的简易计算公式为:
　　 H = +S
　　 S:封隔器的压缩距，m。
　　
　　3、 实例分析
　　 2012年1月在青海油田采油一厂跃新635井试用了自行设计的Y111系列尾管支撑式封隔器，设计座封吨位40 – 50KN，压缩距0.05m，座封吨位40KN，同时为减少解封负荷，密封胶筒数量减少为两个。现场作业时一封位置1867.68m，二封1882.68m，三封1898.73m，Ф73mm外加厚油管柱实际下深1966.79m。
　　 根据上面推导出的座封高度简易计算公式得出跃新635井当座封吨位设定为40KN时所需的座封高度为：
　　 H=
　　 =0.316+0.15
　　 =0.47m
　　 根据该公式计算结果，现场实际操作时座封高度0.43m，座封吨位40.2KN，座封后开注油压23MPa，套压0，验封合格。
　　
　　参考文献：
　　[1] 罗英俊、万仁薄等，采油技术手册（第三版）下册，石油工业出版社，2005.3
　　[2] 《油田用封隔器及井下工具手册》编写组，油田用封隔器及井下工具手册，石油工业出版社，1981.10
　　
　　作者简介：
　　许嘉庆（1977.5），男，采油工程师，1998年毕业于新疆石油学院石油工程专业，现工作单位：青海油田采油一厂技术管理科。