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井下工具介绍海上油(气)田油井测试作业中经常接触的井下工具,包括完井生产管柱井下工具和钢丝作业常用井下工具两部分.第一部分 生产管柱中的井下工具海上油(气)田完井生产管柱中常用井下工具种类包括:封隔器(Packer)、井下安全阀(SSSV)、滑套（Sliding Sleev）、工作筒（Nipple）、偏心工作筒（Side Pocket Mandrel）、伸缩短节（Extension Joint）、座落接头（Seating Nipple）、流动短节（Flow Coupling）、加厚管（Blast joint）、测试阀、泄油阀、Y工作筒、Y堵塞器、射流泵、毛细管压力监测装置等.第一节 封隔器封隔器是生产管柱中最主要的井下工具之一，其主要功能如下： 1）分隔生产层段，防止层间流体和压力的串通、干扰； 2）分隔压井液和生产液； 3）满足采油（气）生产和修井作业的各种要求； 4）保留住套管环空中的封隔液，起到保护套管和安全生产的作用。 用于海上油（气）田完井的封隔器可分为可回收式和永久式两大类型，而按坐封方式，可分为液压坐封、机械坐封和电缆坐封。一、可回收式封隔器 1单管封隔器 单管封隔器，按其坐封方式，可分为液压坐封式和机械坐封式两类。 （1）带水力锚结构的单卡瓦液压坐封式单管封隔器。 l）结构及坐封原理 以“FH”型液压坐封单管封隔器为例说明这类封隔器在下井、坐封和释放解封三种状态。 在封隔器以下的球座上投入密封钢球或在工作筒内坐人堵塞器，从油管内加压，当油管压力与环空压力达到一定差值（剪切销钉材料、数量不同，则坐封压力不同。各产品都有坐封压力规定，也可按用户要求设计）时，剪断坐封销钉，活塞向下（有些产品向上）移，拉（或推）锥形体、密封件、内卡瓦等部件，使卡瓦张开咬住套管壁、密封件受压缩径向膨胀，密封环形空间，内卡瓦与心轴棘齿锁住，使活塞在油管压力释放时不能复位，保持坐封状态。图b水力锚1的内腔有一液压孔与密封胶筒下部的环行空间连通，当环空压力升高时，水力锚向外扩张，咬住套管壁，防止封隔器上移解封。 2）解封。大部分产品是上提油管串，达到一定拉力后剪断销钉（或剪切环），即可释放解封；也有部分产品采用上提加旋转解封的方式。图c为上提解封的方式。3）适用条件。此类封隔器适用范围广，可应用于各种油、气生产井和注水井，特别是大斜度井的多层完井和双管完井。 “FH”型液压封隔器（2）双卡瓦液压坐封单管封隔器HALLIBURTON“PHL”（Hydraulicset Perma一1ach Packer）型双卡瓦液压坐封单管封隔器的结构图。油管内加压坐封，上提油管解封。 该封隔器的特点是采用上卡瓦来代替传统式的水力锚，因而具有结构简单、外径小、耐大压差而又价格较低等特点；另外还可以根据需要，在同一管串中多个封隔器调整不同的坐封压力等级实现分别坐封、验封，满足单管分层分采等需要。 “PHL”型双卡瓦液压坐封封隔器（3）机械坐封式单管封隔器 1）结构及坐封原理 HALLIBURTON“CHRMPK-”型封隔器，上提管柱一定高度后右旋转一定圈数（与下入的深度有关）使J型销转到长槽位置，在保持扭矩情况下，下放管柱加压以胀开卡瓦咬住套管壁，与此同时密封胶筒受压缩径向膨胀密封环形空间。 2）解封 此类封隔器大部分是直接上提油管串释放卡瓦和胶筒而解封。为了减少解封力和起下封隔器时的阻力，一般都设计有油套连通压力平衡通道，此通道在坐封状态时不连通。 3）适用条件 此类封隔器的优点是容易坐封和解封，使用后保养、维修再利用简易，价格较低，短期、临时性完井施工作业，例如砾石充填前的TCP射孔、延长测试、试油作业等尤其有用。 “CHRMPK-”型机械 A-5型 液压坐封双油管封隔器2液压坐封双油管封隔器A-5型双油管封隔器的结构，坐封及解封的方法及作用原理与单管液压坐封式封隔器类似。大部分产品都是从短管加压坐封，也有部分产品由长管加压坐封或设计为选择性坐封。双管封隔器与上部短管串的连接方式主要有以下三种方式：油管螺纹连接。短管顶部是油管接箍，下井时在井口直接连接油管，然后双管并排下入。密封杆直接插入，上提拔出，为S型密封插头。带螺纹卡簧形密封杆（“K”型锚）重力插入，右旋转一定圈数（BAKER产品为15圈）拔出。 与下部短管串连接是直接旋转封隔器的短管，实现螺纹接。3电缆穿越双管封隔器 此类封隔器的结构形式，坐封、解封方法和工作原理都与液压坐封双油管封隔器相似，作为双油管封隔器在海上油田电潜泵完井作业中的特殊应用。长管连接生产管串，短管连接电缆密封装置和环空放气阀并穿越电缆，有些产品还有化学剂注入通道，可根据需要选用。 （1）OT1S“RDH”型电潜泵双管封隔器 下图为 RDH双管封隔器结构示意图。 1）坐封。 从长管（图中右边管）加压（17.2424.14MPa），通过传压孔推动活塞9和短管向下移动，剪断销钉1，短管向下移动过程促使卡瓦6向外扩张并使密封胶筒受压膨胀密封环空，卸压后，棘齿8与中心管7的作用保持密封状态。 2）解封。 上提长管13.6t，剪断销钉5，当长管2上提到缩径部位，3与4之间的咬合松开并使3下落，卡瓦也同时下坠，解除坐封状态。 3）电缆密封装置及放气阀。 电缆穿越密封装置，需密封电缆的部分剥去铠皮，然后穿越，上紧压紧帽1和6即可使密封件4受压缩膨胀密封，此类密封装置适合于封隔器下入较浅的井，下深的井，一般采用先予制好的电缆密封装置，现场施工时将电缆切断再联接到密封装置上。 放气阀，卸去丝堵3，连接液压控制管线至地面采油树，由液压控制放气孔A的开关， 正常时处在关闭状态，需向环空放气时向液压管加压2124MPa即可打开放气孔，此放气孔还可以作为注缓蚀剂和其它化学剂，也可作压井循环通道。排气阀设置有永久打开活塞2用剪断销钉1固定，设定的环空加压打开压力由销钉1的数量控制。环空加压时活塞下移力切断销钉，处在永久打开位置，可进行特殊情况下作业。（2）BAKER“Twin Seal”型电潜泵封隔器液压坐封，坐封压力一般为20.67MPa，可上提长管解封，解封力一般为1323t；也可使用液压解封。耐温121，耐压差34.5MPa，短管可穿越电缆或预制好电缆接头（BIW），根据需要选用。 （3）NODECO“RR”型可二次坐封电泵封隔器 该封隔器是液压坐封，上提油管解封后不需提出井口维修又可以作为第二次液压坐封的电潜泵完井封隔器。 其结构及作用原理示意图a、b、c、d所示。分别表示未坐封状态，第一次坐封状态，第一次解封状态和第二次坐封状态。 NODECO“RR”型封隔器4永久型可回收封隔此类封隔器的结构形式和坐封方式类似于永久式封隔器，可用电缆坐封，也可用油管（或钻杆）送入液压坐封或机构坐封；它又类似于可回收封隔器，用其配套的回收工具连接在油管下部（或钻杆）插入封隔器内孔，上提管柱可使其释放解封而被整体回收。有下列用途：分层生产；TCP射孔作业；与充填转换工具配合，用于砾石填充防砂作业；水平井裸眼完井，作为尾管悬挂器，携带防砂筛管和其它配套工具，或携带割缝管。（1） PTIS VERSATRIEVE封隔其结构如图，底部可根据不同用途连接不同的工具，如连接砾石充填用的孔型流动节、密封加长筒、割缝管或TCP射孔等工具。适用于中压井。按其顶部接头不同的结构可分为“VTL”、“VTA”、“VTR”、“VSA”和“VSR等型号。 (2)BAKER“SC”型封隔器BAKER这类封隔器有“SC1”、“SCL”、“SC2”和“SCHP1“等型号。”“SC1”型用于常温常压环境，耐温121（250），耐上、下压差41.38MPa（60000psi），尾管悬挂重量Size7040（7in）型为45t(00001b)；“SC2”和“SCHP1”型可用于高温高压，“SC2”耐温162（350），耐上、下压差48.28MPa60.07MPa（7000090000psi）；“SCHP1”耐温232（450），耐上、下压差69MPa82.76MPa（1000012000psi）。此类封隔器可以用BAKER“S1”型回收工具(下图)插入封隔器内直接上提进行解封和回收。Size40“S1”型回收工具（可解封回收Siz7040“SC1L型封隔器）可承受最大拉力136t(300 000 1b)。SC-1封隔器 BAKER“S1”型回收工具二、永久式封隔器 永久式封隔器在海上油（气）田完井作业中被广泛应用。例如多层（多管）完井底部封隔器，砾石充填防砂沉砂封隔器、水平井裸眼完井尾管挂封隔器以及高温高压气井完井、气举井完井中都可使用。1结构 永久式封隔器由锚定并密封环空的封隔器本体和密封总成（或堵塞器）组成。本体底部接头有三种结构形式：1） 底部引鞋，如图a。 2）带螺纹接头，可连接密封加长筒（SeaL Bore Extension）或可磨铣加长筒（Mill out Extension）如图b、c。3）带蝶阀接头，如图d。 永久封隔器的密封总成（Seal Assembly）主要有四种： 螺纹卡簧锚定式油管串不能上、下移动，如下图，靠油管串重量加压进入密封孔。解脱有两种方式，一种是靠向右旋转（1012圈）解脱，例如BAKER的“E”型锚定油管密封总成如下图和“K”型锚定油管密封短节下图；另一种是靠直接上提拉力解脱。如BAKER的“E”型快速锁紧密封总成下图，其上提拉力为3. 64. 5t（800012000 1b）。 a b c d 螺纹卡式簧锚定 “E”型锚 “K”型锚 可上提解脱锚 定位接头悬挂式油管串能向上移动，如下图所示。此类产品有BAKER的“G”型定 定位接头悬挂式 “G”型定位头 “K”型定位头 “直糟”型定位头 “J”型直槽定位头位油管密封总成上图和“K”型定位油管密封短节上图，OTIS的“直糟”和“J型槽定位密封总成上图。 全通式可使油管串上、下自由移动，如图c。一般是在相同内径多层永久封隔器中使用，如BAKER的“E”型油管密封短节上图。全通式 “E”型全通式密封节 捞筒式（Over Shot）外密封。 图a 图c 图 b如图a、b，a为OTlS HC型液压坐封特大内径永久封隔器；b为WC型电缆坐封永久封隔器捞筒。其特点是：a 封隔器内径很大，例如177.8mm（7in）封隔器最大内径可达3.981n，即捞筒上端可连接114.3mm油管。 b内径一般都有工作筒（Nipple）结构，可以坐入生产控制工具。c可以坐人外堵塞器，避免泥砂沉积，容易打捞。此类封隔器尚有CAMCO的LO型（产品号20一44），如图c为“LO”型封隔器及外密封总成。 a HC型液压封隔器 +b WC型封隔器捞筒密封总成与捞筒 “LO”型封隔器及外密封总成与捞筒4）密封堵塞器密封堵塞器可用来密封堵塞永久封隔器（或永久型可回收封隔器）的中心孔使其成为临时桥塞，以满足各种完、修井作业或生产的需要，一旦不需要时可将其回收。图a、b为OTIS“J”型槽型密封堵塞器及配套的“J型槽型打捞筒（J一S1ot Overshot），可用于堵塞OTIS VERSA一TRIEVE，PERMA一TRIEVE等顶部接头有凸耳（Lug）的永久型可回收封隔器和永久封隔器。图c、d分别为BAKER“RD”锁紧型和“RD”定位型的密封堵塞器，都用油管送入向下加压进入密封筒并剪断销钉解脱回收下入油管。 a “J”型槽堵塞器 b “J型槽打捞筒 c“RD”锁紧型定位器 d“RD”定位堵塞器第二节 井下安全阀井下安全阀是井中流体非正常流动的控制装置，海上生产设施发生火警，管线破裂等非正常情况时，能自动关闭，实现井中流体的流动控制，是海上完井生产管柱的重要组成部分。为实现不压井作业，电泵采油管柱下部可下入截流安全阀；对于海上油田防止风暴、碰撞等引起油井井口破坏使油井失去控制，也应在油井井内安装安全阀。井下安全阀按其地面控制方法可分为液压控制、电磁控制及气动控制；按井下安全阀结构可分为球形阀、瓣阀、环形阀及锥座式安全阀。地面液压控制分钢丝回收式、油管携带安全阀。目前海上油井以瓣阀使用较多。瓣阀结构如下图 OTIS 油管携带井下安全阀 BAKER公司 油管携带井下安全阀钢丝可回收安全阀主要由下列几部分组成：阀体、密封盘根、锁定头、传压通道、活塞、弹簧及活瓣等组成，其中锁定头是将安全阀锁定在工作筒内的主要部件。工作原理：通过地面加压，压力经液控管线传至两个密封盘根之间的传压孔到活塞上，推动活塞向下移动，并压缩弹簧，将活瓣打开，如果保持控制管线压力，安全阀处于打开位置，释放控制管线压力，靠弹簧张力向上推动活塞上移，阀处于关闭状态。油管携带安全阀由控制管线连接口、活塞、活塞接头、弹簧、流动管、活瓣等组成，这类安全阀通常带有永久打开锁定滑块，也可按需要选择同时带有临时打开锁定滑块。油管携带安全阀工作原理与钢丝可回收安全阀相似，不同点在于，如果安全阀失去作用，可下入永久锁定打开工具，通过地面加压或向下振击，剪断常开锁定滑块的销钉，使滑块向下移动推动活塞，使安全阀处于永久打开位置，此时相当于工作筒，再通过钢丝下人可回收插入式安全阀，形成新的安全阀系统；如果要保证在安全阀以下进行钢丝作业，通过钢丝下入临时打开工具，向上振击，使临时锁定滑块向上移动与活塞底部锁定在一起，安全阀处于临时打开位置，钢丝作业完成后，液控管线加压，安全阀重新处于正常工作状态。下图为安全阀关闭、平衡、打开三种状态图第三节 井下流动控制工具一、 滑套（Sliding Sleev） OTIS XU滑套BAKER CMD滑套 BAKER CMU滑套1结构和用途结构如图所示，由上、下短节、流动口（flow ports）、关闭套（closing sleeve）、密封件等组成，其中上短节有锁定槽，以坐挂井下工具。下图为CMD滑套关闭（closed）、平衡（equalized）、打开（open）状态。滑套主要用来提供油管和环空之间的流动通道，有下列用途。1） 完井后诱喷。2） 循环压井3） 气举。 4）坐挂射流泵。 5）多油层井内，选择性对不同的油层进行生产、测试或增产措施。 6）多层混采。 7）下入堵塞器关井或油管试压。8）循环化学剂防腐等。二、工作筒（Nipple）1工作筒的分类和用途（1）工作筒的分类： l）按定位方式分：有选择型（Selectivity）、顶部止动（Top NO-GO）和底部止动（BottomNO-GO）三类，如图a、b、c所示。有些工作筒可兼有选择型和顶部止动（如图b）。所谓选择型是指工作筒的内径没有缩径部位，同一尺寸的坐入工具可以通过它，所以同一管串中可以下入多个同一尺寸的工作筒，顶部止动是指密封工作筒内径为缩径部位堵塞器顶部带上动台阶止动作用在顶部，而底部止动的缩径部位在底部，堵塞器密封段通不过去，在底部止动一般都安装在同一管柱的最底部，作为仪表挂座和防止钢丝工具串掉入井底。a 选择型 b顶部止动c底部止动2）按工作压力分：有常压和高压，前者用于常规井，后者用于高压油、气井。（2）工作筒的用途： 1）坐入堵塞器。 2）坐入井下自动控制安全阀。4） 坐入单流阀。5）下入减压工具（节流嘴）以降低井口压力。 6）与抛光短节（Polished Nipple）配合，安装分离套或短节，修补油层附近的损坏油管或加厚管。 7）坐挂井下测量仪器。8）钢丝作业时，可防止工具串落入井底。2附属工具及其作用（1）堵塞器在无井下安全阀或安全阀失效时，由钢丝作业，在工作筒内下入相应尺寸的堵塞器关井。在完井或修井作业时，对油管试压以及坐封液压封隔器。海上常用的工作筒为OTIS及BAKER两家公司产品。1） OTIS公司锁心、工作筒OT1S工作筒式锁心及工作筒（landing nipple and lock mandrel）有X和R两个系列。X系列的X和XN型工作筒用于标准油管的管柱，两者分别接纳调和XN型锁心，下图为OTIS工作筒及锁心。XN型工作筒底端有一NO-GO（缩径）环，而X型工作筒没有；X型的键槽有90度台肩，而XN都是45度的台肩，相应的锁心的键也有90度和45度之分，如下图X和XN锁心键（locking keys）。X型锁心（lock madrel）投放到井下的工作筒里需要调型下入工具。将锁心和下入工具（running tool）（如下图）连接后再接在基本工具串之下方可下井。OTIS公司XXN型锁心组成的堵塞器如下图所示。 R系列的R和RN型锁心和工作筒用于厚壁油管，工作原理与X系列相同，结构及下入工具相似。主要不同点如下：a列锁心键的数目比X型多。b列锁心键上有两个槽，而X系列只有一个。 c两种的尺寸不同。RN型锁心和工作筒的作用和用法跟XN型相同。2)Baker锁心、工作筒BAKER锁心和工作筒系列组成，可将它们分两个系列。顶部NO-GO系列和底部NO-GO系列。sealing nipple：F、L、Rselective lock module：NON-FLOWING：S、W、/Z(NO-GO) FLOWING：（N、G、M、F）/（L、R、K、E） Lock modules G,F,R and E do not include packing mandrels (as illustrated).Packing mandrels must be ordered separately.BAKER公司堵塞器 （1）FSR型堵塞器该堵塞器可选择井下工作筒投放，具有双向平衡特点堵塞器下井时下入工具的辅助杆（PRONG）将平衡阀保持在开的位置，固定在工作筒且下入工具脱手后，平衡阀自动关闭。打捞堵塞器时靠辅助杆可将平衡阀打开。（2）FSG型堵塞器 该堵塞器可选择井下工作筒投放，用可收回平衡杆进行压力平衡。堵塞器下井时平衡杆被下入工具保持在压力上下平衡状态，固定在工作筒后，其平衡杆将被推到可密封平衡孔的位置并被锁定。打捞堵塞器时，先捞出平衡杆再捞出堵塞器本体。 （3）FWG型堵塞器 该堵塞器属顶部NO-GO类型，用可收回平衡杆进行压力平衡。堵塞器下井时平衡杆被下入工具保持在压力上下平衡状态，固定在工作筒后，其平衡杆将被推到可密封平衡孔的位置并被锁定。 打捞堵塞器时，先捞出平衡杆再捞出堵塞器本体。（4）RZG型堵塞器 该堵塞器属底部NO-GO类型，用可回收平衡杆进行压力平衡。堵塞器下井时没有平衡杆被下入工具保持在压力上下平衡状态，固定在工作筒后，其平衡杆将被推到可密封平衡孔的位置并被锁定。打捞堵塞器时，先捞出平衡杆再捞出堵塞器本体。5）FMH型堵塞器 该堵塞器属顶部NO-GO类型，用可收回平衡杆进行压力平衡。 堵塞器下井时没有平衡杆，固定在工作筒后，再将平衡杆下入到密封平衡孔的位置。 打捞堵塞器时，先捞出平衡杆再捞出堵塞器本体。（6）RKH型堵塞器 该堵塞器属底部NO-GO类型，用可收回平衡杆进行压力平衡。 堵塞器下井时没有平衡杆，固定在工作筒后，再将平衡杆下入到密封平衡孔的位置。 打捞堵塞器时，先捞出平衡杆再捞出堵塞器本体。（7）M型堵塞器 该类型堵塞器可承受上下两个方向的压差，有两种型号，AFM型和ARM型。它们分别具有顶部NO-GO和底部NO-GO特点，分别由AF型和AR型锁心加上M型堵塞平衡头组成。 下入堵塞器时，密封平衡孔的内套筒被保持在平衡孔上部。堵塞器投放到位时，内套筒被接在下入工具之下的辅助杆（PRONG）向下推到密封平衡孔的位置。用GS型打捞工具可打捞堵塞器。打捞M型堵塞器时，接在GS型工具之下的A型导杆和平衡杆向下震击可打开平衡孔。堵塞器上下压力平衡后向上震击，捞出堵塞器。（8）H型堵塞器 该类型堵塞器可承受上下两个方向的压差，用于可能出现砂埋的井况，其平衡杆露出锁 心投捞颈（fishing neck），一旦出现砂埋情况，捞砂器可将平衡杆上部的砂捞出露出其投捞颈以便打捞。 有两种型号，AFH型和ARH型，它们分别具有顶部NO-GO和底部NO-GO特点，分别由AF型和AR型锁心 加上N型堵塞平衡装置组成。它可用于大压差的环境 （2）节流嘴（Orifice） 如下图，多用于高压油、气井，在工作筒内下入节流嘴，以降低地面井口压力，实现正常生产处理或防止气管线结冰；也可以作为单管合采生产中控制高压生产层。三、偏心工作筒（Side Pocket Mandrel）?1 功能、结构 偏心工作筒是重要的完井井下工具之一，它与各种气举阀结合，实现不同的气举方式，下入不同尺寸的水嘴，实现分层配注。偏心工作筒的结构如下图所示，由基管与偏心筒两部分组成，基管尺寸与油管尺寸相同，上部有定位套，偏心筒内有工具识别头、锁定槽、密封筒以及外部连通孔。 特点： 1）定位性：使各种井下工具偏心、准确定向进入偏心筒内。 2）识别性：使正确尺寸的井下工具偏心下入偏心筒，而使其它较大尺寸的工具通过偏心工作筒。 3）允许较大的试验压力。 偏心工作筒有气举用的，有注化学剂用的，还有注水用的。 2附属工具及其作用（1）偏心堵塞器（Dummy Valve） 结构上图所示，用来隔断偏心工作筒与外部的连通，完井时随偏心工作筒一起下入，以防止杂质堵塞偏心筒的连通孔或进行管柱试压。 （2）循环阀（Circulation Valve） 循环阀有双向循环阀、套-油循环阀和油-套循环阀三种。下图所示为套-油循环阀结构图，将单流阀去掉或反向安装，分别变成双向循环阀和油-套循环阀。偏心工作筒内下入循环阀，其功能相当于滑套，可用来诱喷、压井、连通双管长、短管。(3) 气举阀（Gas Lift Valve）偏心工作筒内下入气举阀，可实现不同的气举生产方式，如连续气举或间隙气举。（4）化学剂注人阀结构如图所示，偏心工作筒上有调1/4 in NPT接头，通过注入管线连接到地面，地面加压，将化学剂通过注人阀注到井里。化学剂注入阀有氮气压力控制、弹簧控制两种，一般为常闭阀。图示为弹簧控制化学剂注人阀结构图。地面注入压力超过设定压力时阀自动打开，停止注入则阀关闭。（5）配水嘴（Flow Regulator）偏心工作筒内下入水嘴，可实现对地层配注,在注水要求高而且对配注量要求严的注水井，采用这种方式可对不同的层段进行配注，防止水锥突进，合理分配注水量提高驱油效率。 第四节 其它工具 一、伸缩节（Expansion Joint） a套筒式伸缩节 b键槽式伸缩节 c定位式伸缩节 d调节式伸缩节 1功能 1）生产过程：如油井转注、热采，以及采取增产措施，如酸化压裂等，因温度和或压力变化引起油管长度变化时，进行管柱长度补偿，以减少管柱的应力。 2）完井过程：完井作业时进行长度调节，如双管完井长短管并排下入时调节短管长度或单管井口与油管挂的连接等。 2类型、结构特点 （1）套筒式伸缩节 图a所示为BAKERM型套筒式伸缩节，由外筒、中心筒、密封元件、剪切销钉组成。（2）键槽式伸缩节 结构如图b所示，由中心筒、外筒、金属密封等组成。 （3）定位式伸缩节结构如图c所示，为BAKER L型定位式伸缩节，这种伸缩节多用于双管完井的长管，需在地面安装定位工具，使其伸长在不同的位置满足生产要求，完井管柱坐封隔器合格后，钢丝作业捞出定位工具使其处于能伸缩状态。（4）调节式伸缩节这种伸缩节主要用来在两个双管封隔器之间在短管上进行长度调节，也可用于井口与油管挂连接进行调节，结构如图d所示。（5）热膨胀伸缩节有如下图所示几种，多用于高温条件连接在热膨胀封隔器顶部。二、流动短节（Flow Coupling） 流动短节实际上是加厚管，其内径与油管内径一致，但外径稍大，通常用于安全阀上、下端。高产油气井使用，一般产量的油井可选择使用或不用，高产油气流在流经安全阀时会因缩径而产生节流作用，造成在其上、下两端产生涡流冲蚀磨损。 三、加厚管（Blast Joint） 加厚管用来防止生产管柱因流动的油气冲蚀而损坏，常用在双（多）管或单管多层完井时，管柱正对射孔段部分的位置。四、测试阀 I型测试阀工作筒 I型测试阀堵塞器 II型测试阀工作筒 II型测试阀堵塞器测试阀目前各油公司都有各自的产品以适应各自油田特点和配套工具系列的需要，上图通常使用的两种结构形式，其基本工作原理是：正常生产时滑阀（或内套）都处于关闭状态，即其旁通孔与外筒的旁通孔错位，需要测试时下入测试仪表和其它辅助工具，使滑阀（或内套）移位，内外套的旁通孔连通。I型测试阀是一种不可投捞的测试阀， 型为可投捞的测试阀。但由于测试阀下入深度与生产层中部深度之间的流体密度仅是个估算的近似值，所以推算的流动压力和地层压力误差较大。五、“Y” 型接头及侧管结构如图所示，上出口连接生产管柱，右出口连接单流阀、电泵机组，左出口连接测试侧管。 “Y”型接头及测压工作筒 e测试侧管上有一工作筒，筒内可安放堵塞器一生产堵塞器或测试堵塞器（下图），正常生产时使用生产堵塞器，防止生产流体回流至泵以下；测试堵塞器上有一通孔，用于生产测试通过钢丝，既保证油管与堵塞器的密封，又密封堵塞器和钢丝。测试原理，捞出生产堵塞器后，将组装好测试工具串和测试堵塞器下井，测试堵塞器座落于工作筒处，测试工具串继续下行到达预定测试位置进行测试。 成套Y接头示意图 Y型管柱示意图 生产堵塞器 测试堵塞器1、2、过钢丝堵塞器（1）、（2） 3、胶塞 4、弹簧 5、6 O型密封圈 7、8过钢丝堵塞器（7）、（8）六、毛细管压力监测系统 1、毛细管压力监测系统使用方式和组成毛细管井下压力监测系统由传压筒、1/8”毛细钢管、压力传感器、数据采集器等几部分组成;有两种使用方式：1)随生产管柱下入，永久使用;2)用毛细钢管起下,重复使用。2、毛细管压力监测系统工作原理毛细管压力监测装置系统用外径为0.125”充满氮气毛细管进行井下压力传递。毛细钢管的最底端接有一传压筒，毛细钢管开始入井后，毛细钢管和传压筒中自始至终将被充满氮气进行井下压力测试时，井下压力与毛细钢管及传压筒中的氮气压力在传压筒中达到衡。毛细钢管的另一端与压力传感器相连接，有此测得地面一端毛细钢管中的氮气压力P1。根据传压筒下井深度可较容易地计算毛细管和氮气筒内氮气柱产生的压力P2，而所要监测的井下压力P=P1+P2。压力传感器测得的压力信号传送到数据采集器内。数据采集器将完成井下氮气柱压力的计算校正，并将修正好的井下压力数据显示并储存起来。根据需要还可将数据直接打印出来或绘出曲线也可以用其它计算机显示、打印或绘出曲线。3、毛细管测压系统特点和主要用途毛细管测压系统具有适应性强耐高温/高压/操作简单/测试数据准确等特点;主要用于、单或多层生产监测井下压力,在电潜泵和气举管柱中监测压力4、主要设备简图同心式传压筒结构图1)传压筒包括：同心式传压筒和空心式传压筒。(1)同心式传压筒：选用与生产管柱所用油管相同的标准油管为内管,因其长度即为单根油管的标准长度。外管一般比内管稍短，以便在上下两端留 出吊卡卡放位置。 同心式传压筒实物照片(2)空心式传压筒：连接扣：一般为6/8”抽油杆扣LL1/8”毛细管穿入传压筒的孔传压孔.1/8”毛细管1/8”毛细管锁紧固定的HIP 接头一般外径为2-7/8”, 长度为2m6m空心式传压筒结构图一般构造如图所示：其顶端一般按用户要求加工有与抽油杆或油管联接的丝扣。长度一般为10英 尺左右，直径约为2”或按用户要求确定, 选用316ss或用户指定的材质。整个传 压筒自下至上分为四段，分别为导向头，筒身，毛细钢管锁紧件及顶部连接件。 导向头上开有引压孔，导向头与筒身之间为插入后焊接方式联接。筒身与毛细钢 管衔接件之间为插入后焊接方式联接，衔接件与毛细钢管锁紧件之间为螺纹及 型密封圈式联接密封，毛细钢管锁紧件上下两端各有HIP 接头将毛细钢管牢固地锁定。毛细钢管锁紧件与顶部联结件之间用螺纹与密封圈联接密封。顶部组件最 上端为按用户要求加工的螺纹，台肩上有毛细钢管通过孔。 2)毛细钢管：承装氦或氮气，连接传压筒及地面压力传感器，将传压筒内的压力传递到地面。外径0.125”（1/8”）内径0.054”, 316ss, 其它材质供选择，单根最大长度15,000英尺,破裂压力81,000psi,工作压力 20,300psi，最大拉力 145,000psi， 重量 0.0339lb/ft。3)传感器： 石英晶体压力变送器实物照片充液式石英晶体压力传感器或应变式压力传感器，用以测量毛细钢管内地面端口处的压力。测量范围为：石英晶体: 0-6K psi, 0-10Kpsi可选, 精0.01%,0.02%可选，分辨率0.01ppm, 重复性0.005%FS；应变式: 0-3Kpsi,0-6Kpsi, 精度0.1%, 0.1BSL。 重复性0.1%BSL。Mini-Max数据采集器实物照片4)Mini-Max 数据采集器：为可编程四通道液晶显示式数据采集记录装置，由自带的 220VAC至12VDC电源盒供电，可实时测量、自行计算修正及显示各通道的压力值，并分别按用户设 定的时间间隔将各通道的压力值记录在存储器内，可存储多至 6万个数据点。使 用RS232串行接口与计算机(便携式及台式均可)相联， 可实现在计算机上设定各 通道数据采集的起始、暂停及恢复选择压力值单位、为各通道命名，设定各通道 的采样间隔(每通道可设任意时长的采样间隔四种)循环运行，回放数据。 4、使用范围1） 单或多层生产监测井下压力单或多层生产监测井下压力装置是一种在同一口井中，利用同一组生产管串进行分层开采，测取相应生产层压力数据的半永久性固定式毛细钢管测压装置。它适用于各种类型油、气生产井的长期压力监测。2）在电潜泵和气举管柱中监测压力电潜泵和气举管柱测压装置是一种随电潜泵或气举完井管柱下井，长期监测井下压力的半永久性固定式毛细钢管测压装置。若使用电潜泵，毛细钢管可附在电缆旁一起固定到管柱外侧。该装置可为油田长期监测井下液面变化，及时调整油、气井产量，提供直接和精确的压力参数，同时可为电潜泵欠载实施报警七、泄油阀泄油阀一般安装在单流阀以上1-2根油管处，它是检泵作业上提管柱时油管内流体的排放口，以减轻修井机负荷和防止井液污染平台甲板和环境。泄油阀目前有两种：投棒泄流、投球液力泄流。前者用于稀油和高含水稠油井较合适；后者用于低含水稠油井，成功率高。下图为常用的一种泄油阀。 八、射流泵射流泵采油是常用的机采方式之一，其结构简单无运动部件、紧凑可靠，具有使用寿命长，检泵维修方便等特点。根据射流泵起下方式，可分为钢丝起下式射流泵和液力投捞式射流泵；根据动力液循环方式，可分为正循环式和反循环式射流泵。射流泵结构及工作原理：下图为射流泵示意图，主要工作元件是喷嘴、吼管、和扩散管等。射流泵工作原理如图所示，图a是工作原理部分，图b表示能量转换过程。动力液从喷嘴入口以高速喷出，在喷嘴出口周围形成低压区，在地层压力的作用下，地层液被吸入泵内与动力液一起进入喉管混合后，进入扩散管，速度减小，压力升高，把混合液举升到地面。 a b 循环式射流泵泵体结构 动力液注入方式有正、反两种循环方式。目前，我国海上油田使用的是钢丝投捞反循环管柱，即动力液从环空注入，混合液由油管流出。上图为循环式射流泵泵体结构。射流泵锁心为工作筒式锁心，目前海上油气田射流泵工作筒式锁心有OTIS的X锁心和CAMCO的M型锁心。第二部分 钢丝、电缆作业常用井下工具 钢丝和电缆作业就是通过缠绕在绞车上的钢丝或电缆利用机械的上下提放达到对井下工具进行操作的目的。由于钢丝作业的设备简单，价格便宜，重量轻，操作简单，适用范围广和易于下井等特点，在完井、测井、测试、修井作业中应用广泛。电缆作业除此外还可以通过电缆将电力传送到井下的仪器或工具上对其进行操作，同时可将井下仪器获得的井内资料即时传送到地面进行处理和解释。 钢丝、电缆作业的特点是带压操作，即通过井口防喷装置的控制达到安全作业的目的。第一节、钢丝和电缆作业种类钢丝作业种类： 1探测井筒情况 1）探砂面或捞砂样。 2）测量油管长度和内径。 3）井下测试，若用地面直读式电子压力计或温度计等仪器，必须使用电缆，若用井下记录式机械压力计或储存数据的电子压力计可通过钢丝作业来完成。 4）油套管腐蚀检测。 5）高压物性取样。6）抽吸 2油气井生产管柱中有关井下装置的操作和修理 1）投捞堵塞器。 2）开关滑套。 3）投捞偏心工作筒内的装置（如气举阀，注入阀等）。 4）投捞钢丝安全阀。 5）强行打开安全阀。 6）油管补贴。 7）投捞射流泵。 8）投捞测试仪器及工具。3处理井下事故 1）井下切钢丝。 2）打捞井下钢丝。 3）捞砂 4）打捞井下落物。 5）下铅印 二、电缆作业种类 1）坐封桥塞。 2）射孔枪定位。 3）套管正压射孔。 4）过油管射孔。 5）油管穿孔。 6）切割油管。 7）测试及生产测井。第二节、钢丝作业井下工具一、基本工具串钢丝作业的基本工具串包括钢丝绳帽、加重杆、震击器（jar）和万向节（knuckle joint）等，钢丝作业的投捞工具（pulling tool）都可以接在基本工具串下面，完成不同的井下作业。基本工具串的顶部都加工有外提捞颈（fishing neck），一旦在井下脱扣，非常便于打捞。1.1 绳帽（wire-line socket）绳帽起着连接钢丝和井下其它工具的作用，由于钢丝在井下会旋转，因此要求绳帽内部跟钢丝连接的部分相对于绳帽主体能旋转自如，即钢丝在井下旋转时，绳帽及其下面连接的工具串能够不旋转或少旋转，避免井下工具由于旋转而脱扣，造成工具落井事故。常见的钢丝绳帽有圆盘型、梨形塞块和卡瓦型等（还有夹子型绳帽、弱点型绳帽）。 圆盘型绳帽 梨形塞块绳帽 卡瓦型绳帽 夹子型绳帽 弱点型绳帽1.2 加重杆加重杆主要用于防喷盒内盘根的摩擦力、斜井中井壁对工具串的摩擦力和井内压力产生的上推力使钢丝作业工具能到达井下一定的深度，另外加重杆靠其自身的重量可以提供向上或向下的震击力而促进完成井下控制工具的投捞。加重杆的尺寸和重量由作业井的井况、所要求的震击力和所投捞的井下工具的尺寸来决定。加重杆有：加重杆、铅加重杆、钨钢加重杆、滚轮加重杆、多滚轮加重杆大部分加重杆由钢铁制成，为了便于操作，有些井需要增加加重杆的密度，需选用钨合金钢制造的加重杆，有的采用在钢管内灌水银或铅来增加重量，但要注意不要将这种灌水银或铅的加重杆用于需要进行井下震击的钢丝作业。 1加重杆 2铅加重杆 3钨钢加重杆 4滚轮加重杆 5多滚轮加重杆1.3 震击器（jar）除测压外其它钢丝作业的下井工具串都要用到震击器。在井下装置的投捞过程中经常需要切断销钉，或者在打捞井下装置时需要很大的力量（就要用到jar），仅仅靠钢丝的拉力是远远不够的，只有靠震击器的震击力才能完成。震击器在撞击的时候是一个做功的过程，撞击能量跟加重杆重量及撞击时的速度平方成正比，因此要获得强大的震击力，获得震击器运动速度非常重要。震击器向下运动的速度靠加重杆的下滑获得，向下震击的能量比较有限，如果在大斜度井或高粘度井作业，震击器下落的速度就非常有限。震击器向上运动的速度可靠提高绞车滚筒速度获得，如果绞车操作得当，震击器可获得很大的上行速度。基于上述分析，在下井工具上，用于向下切断的销钉的强度较小，而向上切断的销钉的强度较大。常用的震击器有四种：链式机械震击器（最常用，上下震击）、液压震击器（深井产生很大的向上震击力）、强力震击器（向上震击）、管式震击器。1.3.1 链式机械震击器该类型的震击器结构简单，可以上下震击，是最常用的震击器，一般有20”和30”两种冲程，冲程长的震击器有助于增加震击时的速度，但易于损坏。1.3.2 液压震击器 当井下钢丝作业操作位置较深时，普通的机械震击器常常无法获得足够的向上震击力，如果操作不当，还可能达不到震击的效果。机械震击器的局限：机械震击器向上震击时不用很大的力就能将震击器拉开，由于钢丝的弹性，在地面的绞车拉力达到预想的大拉力之前，井下的震击器就可能已拉到顶端，达不到应有的速度，形成无效震击。液压震击器就是为解决这些问题而设计的。液压震击器的工作原理：如下图液压震击器有拉开阻尼作用，当钢丝拉力较小时拉不开震击器，当钢丝达到一定拉力时，震击器内部的液压油才能慢慢通过间隙很小的活塞使震击器慢慢打开，打开一点距离，活塞到达扩径部位后，活塞就能自由向上运动，在这段时间里，地面绞车操作者有足够的时间拉到想拉到的拉力，在这种大拉力下，活塞能快速向上运动而产生很大的震击力。震击后，由于活塞内有单流阀，震击器闭合时很容易。震击器内的液体为液压油，要选择合适的液压油以适应井下的温度，要保证有30秒的延迟时间。需要注意的是，在同时使用机械震击器和液压震击器的情况下，决不要把液压震击器接在机械震击器之下，这会由于液压震击器有减震作用而减弱机械震击器向下震击的能力。 1.3.3 强力震击器基于液压震击器所讨论的理由，可使用该工具来代替液压震击器，该工具用于向上震击作用。在下井前，根据预计的井下情况调节所需的向上拉力，在井下需要向上震击使用绞车拉到工具拉力设定值加上钢丝及其井下工具重量后，震击杆上行一点距离后就可与下部锁定机构脱开，在钢丝的大拉力下产生强大的震击力。震击完成后，下放震击杆（stem），由于控制锁定机构的弹簧力很小，震击杆很容易插入锁定机构。 1.3.4 管式震击器能上下震击，可用于较大冲程的震击，由于在震击器拉开和闭合的过程中需从小孔排液，所以震击比较缓和。1.3.5 关节式震击器 用于向上、向下震击，可以自由转动，但冲程较小，震击力也小。1.3.6震击加速器 在浅井作业时，由于钢丝伸长量小，如果使用充液式震击器就需要使用震击加速器。加速度接头常与振击器及打捞器配合使用，提高解卡及打捞的效果，使用的连接顺序是，自上而下连接绳帽、加速度接头及振击器，有时连接打捞器。当上部接头受到拉伸时，接头中的弹簧被压缩，储存一定的能量，一旦连接在下面的振击器释放时，这些能量也将同时释放出来，增强了振击的效果。 1、2管式震击器 3 关节式震击器 4 加速器 5大力加速器1.4 万向节万向节可以实现震击器与投捞工具之间的角度偏转，以利于调节工具串与油管倾斜方向一致，