（一）常规井不可调层机堵工艺技术

1．整体式堵水管柱

该类堵水管柱与生产管柱合二为一，上部为泵抽管柱，下部为堵水管柱。主要由Y111－114 和Y221－114 型卡瓦封隔器及管柱支撑工具组成。支撑方式为卡瓦支撑，最简单的方法是管柱直接支撑井底。Y111－114 与Y221－114 型封隔器可以单独使用，也可以组合使用，并可根据不同工艺需要与各种井下工具配套组成多种工艺管柱。管柱随生产管柱一同起下，施工简便，但堵水管柱的寿命取决于生产管柱的生产周期，并且在泵抽时，管柱上下蠕动，影响封隔器的密封性。管柱适用于Φ56mm以下深井泵堵水，最多只能封堵两个层段。

（1）封堵下部层段。Y221－114 型封隔器坐封在油层顶部，此时封隔器可以承受下压（如压裂、酸化、试注等），也可以承受上压（如连续油管气举试油）。当下压较大时，应在封隔器之上加一级或多级水力锚以防管柱上顶。

（2）封堵上部层段。Y221－114 型封隔器坐封在欲处理油层下部，此时封隔器可以承受上压（如压裂、酸化、试注等），也可以承受下压（如气举试油）。当下压高时应在封隔器之上加一级或多级水力锚。

（3）串联式多级堵水管柱。Y111－114 与Y221－114 型或其他支承封隔器（如可钻式封隔器）组成串联式多组处理管柱，把油层分隔开。将对着欲处理油层的导流器打开，处理后关闭，再处理其他层位。为了管柱的稳定可加防顶卡瓦、水力锚等。

2．卡瓦悬挂式堵水管柱

该管柱由丢手接头、Y441－114 或Y445－114 型封隔器、Y341－114 型封隔器、偏心配产器和丝堵组成。堵水管柱与生产管柱脱开，可任意多级使用封堵多个高含水层。由于封隔器处于自由悬挂状态，坐封时，封隔器居中，密封率高，泵抽生产和检泵作业对堵水管无影响。缺点是管柱结构复杂，施工周期长，易砂卡。适用于大泵井和电泵井多层堵水。由于该类堵水管柱为卡瓦悬挂式，管柱下至预定位置后，通过水力实现坐封、丢手。可封堵多个高含水层段，上提管柱实现解封。对于出砂严重，易造成封隔器胶筒以上部分钢体砂埋，致使封隔器解卡难的井，可选用Y445 型可取可钻封隔器。封隔器自身带有用于悬挂整体管柱的卡瓦，与Y341 型封隔器配套使用可封堵任意层。

3．可钻式封隔器插入堵水管柱

该管柱主要由可钻式封隔器和插入密封系统组成。可以任意多级使用，封隔器可用管柱或电缆投送。可钻式封隔器是一种永久式封隔器，工作区差、工作温度是任何可取式封隔器不可比拟的（工作压差100MPa，工作温度达50）。通过调整插入密封系统，能进行分层堵水，分层改造（酸化、压裂）。由于插入系统的外径小，起下简便，只要套管内径变小到允许起下插入系统，就可对油井进行堵水或改造措施，因此该管柱具有多功能的特点。不足之处是如果更改封隔器位置，只能钻铣，工作量大。这类管柱适用于封堵层系、堵底水、套变井堵水及修复加固后的套损井堵水。逐级下入可钻式封隔器到生产层段与堵水层段之间的夹层，坐封丢手。封隔器可以单级使用，也可多级使用，可以代替水泥塞用于封堵下部高含水层，中心管畅通，井下端带活门可单级使用，坐于油层顶界上部，可关闭油层。用于电泵及有杆泵井不压井检泵作业，在与密封段插入管柱配套使用时，封隔器内孔有光滑密封面与插入管柱上的插入密封段的密封圈配合，封隔器内孔上部有扩大的母扣用以与插入管上的弹簧爪咬紧，防止两者相对产生纵向位移。利用插入管柱的这些特点，可以封堵任何一个或几个射孔井段，达到堵水的目的，同时也可以起油管锚作用，用于提高有杆泵泵效。

4．平衡式堵水管柱

通过各封隔器之间力的平衡，保持堵水管柱无锚定条件下处于稳定静止，实现堵水。主要由Y341 型封隔器和丢手接头及配产器组成。为适应油田不同套管井的堵水，目前堵水封隔器已形成由Y341－82 型、Y341－95 型、Y341－114 型、Y341－117 型、Y341－140 型、Y341－146 型封隔器组成的系列。该管柱的特点为无卡瓦文井底，结构简单，起下安全，封隔器密封性能好，解封可靠，能封堵多个高含水层。适用于机采井堵水，也可应用于定向井堵水。对于Φ83mm 以上有杆泵井的堵水，选用有活门平衡丢手堵水管柱，对于Φ70mm 以下有杆泵井的堵水选用无活门平衡丢手堵水管柱。管柱下井丢手后，支撑在人工井底，并对多个高含水层进行封堵。若需要调整堵水层位，只要下管柱将堵水管柱捞住后，直接上提封隔器即可解封。当用于定向井堵水时，在堵水封隔器两端加剧性扶正器，以保证封隔器居中，提高了封隔器在走向井中的密封率。

5．非卡瓦支撑细分堵水技术

主要由堵层封隔器、产层封隔器、非卡瓦支撑定位器等组成。支撑定位器接在尾管处，下井时支撑爪由开关将其关闭在支撑体腔内，可以通过井口控制器顺利下入井中。将封隔器与堵水器合为一体，进一步缩小了堵水卡距（最小卡距1．07m），增强了该技术的适应性。用非卡瓦支撑定位器定位，施工工艺简单，缩小了管柱深度误差，同时节省支井底所需油管的费用及冲砂工作量。适用于油井细分堵水。当管柱下到设计深度附近时，上提管柱超过0．7m 开关打开，支撑爪伸出，紧贴于套管内壁上，下放管柱，到达选定套管接箍处，支撑爪伸入上下两套管端面间隙处，再放悬重，支撑爪下端面则站立在套管接箍处下套管的上端面上，达到定位的目的。然后油管加液压，使封隔器坐封，生产层的封隔器外套开有进液孔，封隔器坐封到位的同时，外套上的进液孔正好移动到特形接头进液孔处，使油套连通，堵层封隔器外套无进液孔，坐封后油套不连通，达到堵水的目的。

（二）常规井可调层机堵工艺技术

1．液压调层机堵工艺

（1）液压式两套方案一次性调整堵水层位堵水管柱，主要由丢手接头、封隔器、泄压器、多功能堵水器等井下工具组成。完成封隔器释放后投入调层钢球，然后管柱丢手下泵生产。需要调层时，经油套环空施加压力，压力则通过调层钢球直接作用在需要调层的第一级堵水器的球座上，迫使调层滑套下行，当达到预定位置时，球座进入扩孔槽张开，调层钢球继续下行座到第二级待调层堵水器的球座上，依次改变各级堵水器的开关状态，达到调整多层的目的。适用于各种泵抽管柱，堵水器可以多级使用，最小卡距3．0m，可以实现一次调多层的目的，但不能反复调层。堵水器与泄压器配套使用，可以实现不压井作业，达到洗井不压油层的目的。其不足之处在于：调层顺序受到限制，不具备重复调整的功能。

（2）液压滑轨可调三层新型堵水管柱，主要由丢手接头、封隔器、液压滑轨开关、球座和筛管等工具组成。适用于各种泵抽管柱，调层方便，适应性强。最多可使用三级，最小卡距3．0m 。可实现反复调层，提高了堵水成功率。其不足之处在于：每次只能封堵一个层，两个层生产，不能满足多层高含水油井堵水的需要。

下井时一次下入三级液压滑轨开关，地面预先设置好三级开关的工作状态顺序分别为开开关、开关开、关开开，只有第三级开关处于关闭状态，其余两级开关均处于打开状态。当第一次调层时，在压力作用下三级开关的工作状态顺序分别变为开关开、关开开、开开关，只有第二级开关处于关闭状态；当第二次调层时，三级开关的工作状态顺序分别变为关开开、开开关、开关开，只有第一级开关处于关闭状态。如果在打压调层一次，三级开关的工作状态顺序均将回到下井时初始状态，以后再打压调层将进行第二次循环，依次完成三个培层的反复调整。

2．机械调层技术

（1）抽油机井滑套式找水堵水管柱。该管柱主要由丢手接头、封隔器、滑套开关、液压连通器等组成。利用电缆携带电动开关器与滑套开关配套使用，以完成堵水层位的反复调整。适用于抽油机井的分层找水、堵水，对于Φ70mm 以下泵抽井，电动开关测试仪可经环空顺利起下。滑套开关可以多级使用，与连通器配套使用可实现不压井作业。一次下入电动开关测试仪即可完成井下任意一级滑套开关的开关动作，并与地面仪表配合完成相应层段产液量及含水率的计量。最小卡距可达2．5m，有利于实现细分堵水。

根据堵后的生产情况，在油井正常生产的条件下，可以实现任意堵水层段的反复调整。该工艺技术将找水与堵水有机地结合起来，实现了找水堵水技术一体化，提高了堵水成功率，降低施工作业成本，充分发挥了机械堵水技术的优越性。在油井正常生产的条件下，通过偏心井口经油套环空下入电动开关器，利用磁性定位器检测仪器的下入深度，从而准确判断出待调整层段的滑套开关所在位置。需要打开某一级滑套开关时，将电动开关器置于该级滑套开关以下，地面控制电源使电动开关器弹簧爪完全释放后上提电缆。如果仪器顺利通过滑套开关，则证明滑套已打开，油套连通。需要关闭某一级滑套开关时，将电动开关器置于该级滑套开关以上，地面控制电源使电动开关器弹簧爪完全释放后下放仪器。如果仪器顺利通过滑套开关，则证明滑套已被关闭，完成了相应层段的封堵。从而实现任意一级滑套开关的反复调整。该技术的实施有效地解决了因选层失误而造成的堵水失败的问题，并在细分层上取得了突破性进展，两级滑套开关之间的最小距离可达到2．5in。

（2）悬挂式细分机械堵水管柱，主要由带有滑套开关的悬挂式机械堵水管柱及新型移位开关仪两部分组成（图6－2－12）。两者配合可在不动管柱的条件下，实现Φ70mm 以下泵抽管住堵层与生产层的任意反复调整。滑套开关可多级使用，在不动管柱的条件下，可反复调层，成本低，适用性强。两级滑套开关之间的最小卡距可达3．0m 。该技术可与分层测试工艺配套，对分析油水井连通情况，调整区块开发方案具有指导意义，并能够验证封隔器的密封性，使调层工作更有针对性，从而提高细分机械堵水工艺成功率。堵水管柱处于自由悬挂状态，密封率高。Y445（3）型封隔器具有可取可钻“双重”解封及防砂卡功能，扩大与提高了技术应用的范围及可靠性。适用于Φ70mm 以下泵抽井的多层细分机械堵水。根据地质方案将油层分成几个层段，并用Y445 （3）与Y341 两种封隔器将各个层段卡开，在相应层段管柱上接有滑套开关。机械堵水管柱下至预定深度释放、丢手后，下入Φ70mm 以下泵抽管柱；利用钢丝携带新型移位开关仪经油套环空下至井内，将堵水滑套逐级打开，再由油套环空下入小直径压力计至每级堵水滑套处完成分层测压及封隔器的验封工作。根据堵水井的动、静态资料，结合堵后分层测压资料，确定相应的高含水和低含水层段。然后，将高含水层段的堵水滑套关闭，油井正常生产，地面计量产液及含水。根据堵后的具体生产情况，对堵层、与生产层任意调整，直至达到理想的生产效果。

（三）非常规井机械堵水工艺技术

1．定向井机械堵水管柱

常用的丛式定向井堵水管柱为无卡瓦刚性扶正平衡丢手管柱。该管柱由丢手接头、堵水封隔器、刚性扶正器、弹性扶正器及爆破阀等组成。可以封堵高含水井的中、上部高含水层位，在堵水管柱重量大于由于生产压差造成的上顶力时可以封堵底水。封隔器两端带有刚性扶正器，可克服管柱不居中的现象，实现封堵高含水层和压力平衡。工作过程是当投送管柱下端支到人工井底后，油管加液压，先使封隔器坐封，然后提高油管压力。当压力所形成的剪切力大于爆破片的剪切力时，爆破片（由紫钢片制成）剪断，实现生产层连通。丛式定向井下入堵水管柱后，由于井斜重力效应作用，管往受到径向分力使封隔器在套管内贴向一边，胶筒所受载荷由对称而变为非轴对称，使作用在封隔器胶筒上的载荷发生了变化，胶筒部分区域将出现较大的应变，外应力大于内应力，导致胶筒破坏。同时，由于形变的不均匀，影响了封隔器的密封性。所以在定向井中封隔器如不加任何防护措施有效期最长的也只有20 天。

2．侧钻定向井机堵管柱

侧钻定向井机械堵水管柱主要由Y341－82 型封隔器、KHY －73 型重复可调液压开关、扶正器、丢手接头、连通器等井下工具组成。该工艺技术原理是根据地质方案将油层分成几个层段。由于目前油田所打的侧钻定向井的井斜角为3°～5°，因此所用的小直径封隔器为扶正式封隔器，有利于井下的密封效果。　　　　

Y341－82 型封隔器管柱将各个层段卡开，堵水管柱支撑在人工井底，在管柱自重的作用下，扶正器四个钢球支出，迫使堵水管柱居中。管柱在相应层段上带有液压开关，液压开关有GGK （关、关、开）型与GK （关、开）型。下井后的各开关状态通过套管加压可以同时打开两级，也可以只打开一级，并且每级开关都可以单独生产一次，只有开关1 和开关3 不能同时生产。这样，下井时，可根据地质资料，把开关和开关3 放在相对的高含水层段，这样可以避免开关1 和开关3 同时生产。达到了堵层的任意调整，避免以往液压开关不可重复调整的缺陷。Y341－82型封隔器自身带有平衡机构，可以实现整体管柱的平衡，消除油层上下压差带来的影响胶筒密封的因素，它与扶正器配套使用，可使管柱在井斜角为3°～5°情况下居中，确保封隔器的密封效果。KHY －73 型液压开关可以重复可调，避免了以往液压开关只能一次性调整的缺陷，使堵层可以达到任意可调。在现场施工中操作简单、可行性强，可以避免以往下调层工具所带来的各种井下事故，提高了机械堵水成功率。

3．侧钻水平井机械堵水管柱

侧钻水平井的特点是井径小、曲率半径小，钻进造成的局部弯曲不可避免，如何保证堵水管柱顺利起下是堵水成功的关键。为此，采用预制式工作简与插入密封段相配合，来实现侧钻水平井的分段堵水。预制工作筒与Φ88．9mm 固井套管完井时一起下入预定深度，预制工作筒的合理位置根据地质测井解释结果和射孔地质方案确定，工作筒内径为Φ74mm ，长度为1200mm 。为保证起下顺利和防腐防锈，工作筒两端都有倒角，内表面进行镀铬处理。插入密封段钢体外径为Φ73．5mm ，钢体上有多道橡胶密封圈，通过调整密封圈过盈来实现密封。

插入密封段堵水管住采用两种方案：一是随堵水管柱在堵水层段下入光管，生产层下入筛管，需要调整层段时起出重下。二是随堵水管柱在堵水层段与生产层段下入两种类型的开关器，需要调整层段时通过井口打压的办法调整，此开关器只能一次性调整。各方案具有结构简单、密封性能可靠的特点，而且可实现堵水层段的一次性调整，适应性强。

4．小井眼机堵管柱

针对小井眼井的开采特点，设计了平衡式和液压可调式两种机堵管柱。平衡式机械堵水管柱主要由Y341－82 （或95）型封隔器，桥式单流阀、丢手接头和连通器等井下工具组成。液压可调式机械堵水管柱主要由Y341－82 （或95）型封隔器，KYH －68 液压开关、丢手接头和连通器等井下工具组成。

平衡式机械堵水管柱主要用于找水资料准确、堵水层位明确的机堵井。按地质方案要求将油层分为几段，并用封隔器将各段卡开，对封堵层连接光油管，生产层连接桥式单流阀，堵水管柱尾部支撑人工井底。管柱坐封、丢手下泵后即可正常生产。液压可调式机械堵水管柱工艺原理是根据地质方案将油层分为几段，并用Y341－82 （或95）封隔器将各段卡开，每两极封隔器中间带有KYH －68 液压开关，堵水管柱尾部支撑人工井底，坐封、丢手后下泵生产。持生产稳定后，地面量油，化验含水，若含水较高，则通过套管施加液压，改变开关状态。KHY－68 液压开关可实现重复开关，避免了以往液压开关只能一次性调整的缺陷。可以实现堵水层段的任意调整。Y341－82 小直径封隔器采用新型密封胶筒，密封性能好。封隔器自身带有平衡机构，与具有泄压功能的连通器配套使用，实现管柱的整体平衡，且坐封牢固。该工艺技术操作简单，可行性强，调层时只需通过地面套管加压，即可改变预调整开关的状态，实现不动管柱、不下调层工具达到堵层任意可调。