国外采用膨胀性密封元件情况

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制盐工业手册》第865页（1918字）

(一)膨胀性密封元件的特点

1．设置可靠 膨胀性元件在钻井中“就位”时，地面的压力计和负荷指示器上有明确显示。

2．膨胀性较大 装入间隙大，使膨胀性元件适用于各种尺寸的间隙、内衬套管和套管下面的收缩部分。

3．密封可靠 即使压差很大，钻井中的液体也不会渗入膨胀元件。外部的挤压力传给流体中心，可增加密封压力。

4．在整个元件长度上都产生有效的密封 元件膨胀时，流体中心承受高压，使所有的密封表面与井壁紧密接触。

5．适于密封不规则的钻井 由于内胎、可胀缩的金属扩套和橡胶外壳构成一个挠性体，易于适应不规则的裸眼井或套管。

6．释放密封装置不用拉出 只要使元件中的高压与环隙或管串存在的压力平衡，就能释放膨胀元件。

7．防止滑动 元件与井壁的接触面较大，为防止滑动提供充分的阻力；还可利用具有金属微粒条带嵌入外层橡胶壳中的元件，提供更大的锚定阻力。

膨胀性密封元件还不能密封垂直裂隙，但可采取以下方法帮助解决这个问题：(1)使用双重密封或长度加倍的元件。(2)两组元件分别跨立在垂直裂隙带的两端。(3)设置和重新设置元件，直到没有垂直裂隙的部位为止。

(二)水溶采矿应用的膨胀性密封元件

1．应用最广泛的三种密封装置是：

(1)外套管封隔器，简称为ECP；

(2)生产－注水封隔器，简称为PIP；

(3)处理和测试的跨立封隔器，并用于压裂施工。

2．膨胀性密封元件运用实例

实例一：运用外套管封隔器，使因岩盐溶腔顶板垮塌而剪断了靠近盐层顶部套管的卤井恢复生产。见图3－3－71。

图3－3－71 作为悬管器的ECP封隔器

作法：将顶端装有ECP的内接套管下入井内，并将封隔器设置在未损坏的套管中(必要时也可设置在套管已损坏的部位)；钻去内接套管底上8～10英寸的水泥封(为了使内接套管承压，便于ECP的膨胀和设置，这个水泥塞必不可少)；就可以通过伸到溶腔底板碎石堆上几英尺的内接套管注水。如使用时间很长或内接管较长，可使用一只连接ECP的悬管器；反之，如内接管较短或使用时间不长(12个月左右)，就不需要悬管器。

实例二：在压裂施工过程中运用生产－注水封隔器(PIP)，达到压裂连通井组进行生产的目的。

作法：将封隔器设置在157．5mm(″)的裸眼井段，并选择坚实和较厚的岩层作封隔器的基座。泵去底塞，使封隔器准备承受高达35．2MPa的水力破裂压力。应当注意：如封隔器的压差接近封隔器元件的极限，可加压于环隙中的液柱，使封隔器的压差进一步减少；待压裂缝连通后，继续以高压泵水，直至能用生产泵达到所需的压力与流量时为止。然后释去封隔器，并提升出井，使井组投入生产。见图3－3－72。

图3－3－72 利用莱因斯PIP封隔器压裂连通配对卤水井组示意图

实例三：利用跨立封隔器进行水力压裂作业。典型应用见图3－3－73。

图3－3－73 跨立封隔器在压裂连通卤水钻井中的用途

对难以实现连通的地区，可在两眼井中分别设置跨立封隔器，以提供灵活性最大的压裂作业方法和对压裂部位更多的了解。如图所示，当在底部盐层进行压裂未能连通后，便改在较厚的“第二盐层”中进行压裂连通，在这个盐层设置两组封隔器(上组封隔器通过套管鞋设置)，以建立水力压裂缝，并继续以高压泵水，直到建立低压连通为止。