国产自动垂直钻井系统技术突破与现场应用 被引量：3

1

作者 伊明 赵继斌 +2 位作者 方弘廉 李振宝 武智 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2024年第2期159-168,共10页

自动垂直钻井系统是集机、电、液一体的智能闭环钻井工具,具有主动防斜、解放钻压、提高井筒质量的技术优势,已成为高陡构造等易斜井段钻井防斜打快的核心装备之一。西部钻探公司自2010年研发成功三翼推靠式自动垂直钻井系统以来,通过... 自动垂直钻井系统是集机、电、液一体的智能闭环钻井工具,具有主动防斜、解放钻压、提高井筒质量的技术优势,已成为高陡构造等易斜井段钻井防斜打快的核心装备之一。西部钻探公司自2010年研发成功三翼推靠式自动垂直钻井系统以来,通过试验应用逐步完善,在控制理论、系统结构设计上已经有所突破,但没有实现规模产业化应用,主要问题在于工具系统工作寿命低、近钻头井斜测不准、质量不稳定等。近两年,针对这些问题,西部钻探公司通过系统分析与现场试验,进行机械零部件结构改进、控制程序优化等,使得工具工作寿命、质量稳定性等大幅提升。在塔里木油田、新疆油田、青海油田等现场应用验证,工具寿命稳定突破至150 h以上,为国产自动垂直钻井系统的成熟应用与推广提供技术价值。 展开更多

关键词 垂直钻井系统 信号传输 高陡构造 井下工具 防斜打快

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BH-VDT3000垂直钻井系统研制与现场试验

2

作者 黄峰 陈世春 +3 位作者 刘立超 郭超 刘义彬 史玉才 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期62-68,共7页

针对BH-VDT3000垂直钻井系统研制过程中遇到的技术问题,利用平衡趋势造斜率预测方法,分析了影响BH-VDT3000垂直钻井系统纠斜能力的因素及其影响规律,系统分析了BH-VDT3000第一代样机现场试验失败的原因,给出了第二代样机的结构、钻具组... 针对BH-VDT3000垂直钻井系统研制过程中遇到的技术问题,利用平衡趋势造斜率预测方法,分析了影响BH-VDT3000垂直钻井系统纠斜能力的因素及其影响规律,系统分析了BH-VDT3000第一代样机现场试验失败的原因,给出了第二代样机的结构、钻具组合及钻进参数优化方案,并进行了现场试验。理论研究及现场试验结果表明,推靠式垂直钻井系统的钻头侧向力指向井眼低边时有利于纠斜,钻头转角指向高边时不利于纠斜,选择钻具组合与钻井参数(含推靠力)时需要平衡二者对钻进趋势的影响,否则会失去纠斜能力;BH-VDT3000垂直钻井系统直径小、刚度低,若采用与大尺寸垂直钻井系统相同的钻具组合,极有可能失去纠斜能力;整体缩短导向头长度、导向翼肋与稳定器之间的距离,有助于提升中等尺寸垂直钻井系统的井斜控制能力。 展开更多

关键词 垂直钻井系统 纠斜能力 钻具组合 钻井参数 现场试验

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垂直钻井系统在塔里木油田应用效果及对比分析 被引量：18

3

作者 刘磊 刘志坤 高晓荣 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 2007年第1期79-81,86,共4页

概述了垂直钻井技术的基本原理及其在塔里木油田的应用状况,详细叙述了两种垂直钻井系统(VTK和Power-V)在塔里木油田克拉4井的应用情况,并对现场应用效果进行了对比和分析,提出了现有条件下需解决的问题及改进建议.

关键词 塔里木油田 高陡构造 垂直钻井系统 旋转导向钻井 应用效果

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垂直钻井系统配合单稳定器力学性能研究 被引量：5

4

作者 杨春旭 韩来聚 +3 位作者 步玉环 赵金海 刘新华 闫振来 《断块油气田》 CAS 2012年第3期364-369,共6页

国内外研发的垂直钻井系统在防斜快速钻进过程中表现出良好的优越性,在高陡构造地层得到了越来越广泛的应用。在充分调研垂直钻井系统配合单稳定器钻具组合的结构特征和工作原理的基础上,应用三弯矩方法建立了垂直钻井系统配合单稳定器... 国内外研发的垂直钻井系统在防斜快速钻进过程中表现出良好的优越性,在高陡构造地层得到了越来越广泛的应用。在充分调研垂直钻井系统配合单稳定器钻具组合的结构特征和工作原理的基础上,应用三弯矩方法建立了垂直钻井系统配合单稳定器钻具组合的力学模型,推导出钻头侧向力和钻头转角的计算公式,编制了计算程序,采用宣页1井的现场施工数据进行数值求解,分析了垂直钻井系统导向块与稳定器配合位置、井斜角、井眼扩大率、钻井液密度、稳定器外径、钻压、井眼曲率等因素对垂直钻井系统配合单稳定器钻具组合造斜特性的影响规律,并以井斜趋势角为衡量参数,讨论了主动力与最大钻压的关系。 展开更多

关键词 垂直钻井系统 稳定器 侧向力 主动力 力学特性

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UPC-VDS垂直钻井系统在顺南地区的应用 被引量：6

5

作者 蒋金宝 陈养龙 倪红坚 《断块油气田》 CAS 2014年第6期790-793,共4页

顺南地区是中国石化塔里木盆地增储上产的主要区块,钻井地质环境复杂,其中桑塔木组埋藏深、厚度大,且井斜控制困难。在充分调研国内外井斜精细控制技术的基础上,优选UPC-VDS自动垂直钻井系统,在顺南3井和顺南2井开展了探索试验。结果表... 顺南地区是中国石化塔里木盆地增储上产的主要区块,钻井地质环境复杂,其中桑塔木组埋藏深、厚度大,且井斜控制困难。在充分调研国内外井斜精细控制技术的基础上,优选UPC-VDS自动垂直钻井系统,在顺南3井和顺南2井开展了探索试验。结果表明,该系统能将井斜角控制在3.0°以内,但井斜控制能力对钻头压降的依赖程度较高。为此对系统结构进行了改进,大幅度降低推靠力对钻头压降的依赖程度,并在顺南4井和顺南5井进行了试验。结果表明,该系统能将井斜角控制在1.0°以内,且使用寿命长(纯钻时间高于213 h)、性能稳定,为中国石化在西北地区的提速提效提供了技术支撑。 展开更多

关键词 垂直钻井系统 桑塔木组 井斜控制 防斜打快 顺南地区

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国产自动垂直钻井系统的改进与优化 被引量：13

6

作者 张奎林 夏柏如 《断块油气田》 CAS 2012年第4期529-532,共4页

高陡构造及岩性变化复杂条件下的井斜问题一直是困绕钻井工作者的一大技术难题。中国石化南方探区河坝、普光等构造的岩性变化频繁,地层倾角大,自然造斜力强,井斜控制十分困难,极易发生井斜,严重制约了钻井速度的提高。国外自动垂直钻... 高陡构造及岩性变化复杂条件下的井斜问题一直是困绕钻井工作者的一大技术难题。中国石化南方探区河坝、普光等构造的岩性变化频繁,地层倾角大,自然造斜力强,井斜控制十分困难,极易发生井斜,严重制约了钻井速度的提高。国外自动垂直钻井系统在该地区进行了多井次的应用,效果良好,在控制井斜的同时大幅度提高了钻井速度,较好地解决了钻速提高与井斜控制之间的矛盾。但国外自动垂直钻井系统服务价格昂贵,钻井成本居高不下。为了降低钻井成本,决定在该地区应用中国石化自主研发的捷联式自动垂直钻井系统。然而,该系统在之前的现场试验过程中暴露出降斜、提速效果不明显等问题;经过原因分析,对系统进行了进一步的改进与优化,之后又进行了2井次的现场试验,显示出非常好的防斜打快效果,为系统的推广应用打下了坚实的基础。 展开更多

关键词 高陡构造 捷联式自动垂直钻井系统 改进 优化

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φ311mm自动垂直钻井系统在宣页1井的应用 被引量：5

7

作者 孙峰 陈威 王义峰 《石油机械》 北大核心 2011年第4期31-32,52,共3页

宣页1井的地质构造具有地层倾角大、各向异性、可钻性差及自然造斜能力强等特点,采用多种传统防斜钻具组合钻进,依然无法较好地防止井斜。为此,研制了φ311 mm自动垂直钻井系统。该钻井系统包括稳定平台及防斜纠斜执行机构2部分,可以有... 宣页1井的地质构造具有地层倾角大、各向异性、可钻性差及自然造斜能力强等特点,采用多种传统防斜钻具组合钻进,依然无法较好地防止井斜。为此,研制了φ311 mm自动垂直钻井系统。该钻井系统包括稳定平台及防斜纠斜执行机构2部分,可以有效解决高陡构造及大倾角地层的防斜打快问题,能够完全释放钻压,在保证井斜精度的前提下,可大幅度提高机械钻速,缩短钻井周期,降低钻井成本。该系统在宣页1井的应用中总进尺210.88 m,纯钻时间64 h,机械钻速3.29 m/h,与传统钻具相比,钻速提高114%,并收到明显的纠斜效果。 展开更多

关键词 自动垂直钻井系统 防斜 纠斜 机械钻速

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VTK垂直钻井系统在大湾1井的应用 被引量：6

8

作者 徐泓 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2010年第6期134-136,共3页

大湾1井在钻遇推覆体地层时,地层倾角变化大,自然造斜能力强,采用塔式钻具、钟摆钻具、大尺寸PDC钻头等多种防斜技术,其结果是井斜控制十分困难、钻井速度极慢;利用弯螺杆+转盘钻井复合技术,虽然钻井速度有一定的提高,但仍不能达到提速... 大湾1井在钻遇推覆体地层时,地层倾角变化大,自然造斜能力强,采用塔式钻具、钟摆钻具、大尺寸PDC钻头等多种防斜技术,其结果是井斜控制十分困难、钻井速度极慢;利用弯螺杆+转盘钻井复合技术,虽然钻井速度有一定的提高,但仍不能达到提速的目的。为提高机械钻速,引进贝克休斯的VTK垂直钻井系统,较好地解决了井斜与钻压的矛盾,现场应用表明,在易斜地层中使用该工具,可以有效控制住井斜,解放钻压,大幅提高钻井速度。 展开更多

关键词 大湾1井 垂直钻井系统 地层倾角 机械钻速

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捷联式自动垂直钻井系统用逆变器脉宽调制方法优化

9

作者 吕振华 郭宏 +1 位作者 武志勇 钱浩 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期195-202,共8页

捷联式自动垂直钻井系统是一种能够有效解决"防斜打快"这一钻井技术难题的机电液集成钻井装置,永磁同步电机控制系统是其实现电控液压导向功能的重要组成部分。针对井下高温环境中永磁同步电机控制系统供电电压宽范围变化时,... 捷联式自动垂直钻井系统是一种能够有效解决"防斜打快"这一钻井技术难题的机电液集成钻井装置,永磁同步电机控制系统是其实现电控液压导向功能的重要组成部分。针对井下高温环境中永磁同步电机控制系统供电电压宽范围变化时,逆变器损耗与窄脉冲抑制问题,本文提出了一种开关频率在线调整的最大脉宽矢量调制方法(MPW-SVM),将6个60°大扇区细分为12个30°小扇区,实现最大脉宽调制的零矢量最优分配,能够在极端电压时有效避免窄脉冲且又能够抑制开关损耗。同时,根据调制度的变化采用模糊逻辑规则实现开关频率的在线调整,从而兼顾正常电压时电流纹波的抑制。实验结果表明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 自动垂直钻井系统 窄脉冲 开关损耗 MPW-SVM 电流脉动

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DQCZ垂直钻井系统导向执行机构的优化完善 被引量：8

10

作者 田玉栋 柳贡慧 +3 位作者 齐悦 李军 杨志坚 蔡伟 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2023年第6期152-157,共6页

为了解决内蒙古海拉尔、黑龙江方正等易斜区块井斜突出问题,文章对自主研制的DQCZ垂直钻井系统在大钻压工况下纠斜效率低的问题进行了详细分析,发现在导向执行机构的外径尺寸、供电系统效率、控制算法等方面存在一定不足,为此,文章有针... 为了解决内蒙古海拉尔、黑龙江方正等易斜区块井斜突出问题,文章对自主研制的DQCZ垂直钻井系统在大钻压工况下纠斜效率低的问题进行了详细分析,发现在导向执行机构的外径尺寸、供电系统效率、控制算法等方面存在一定不足,为此,文章有针对性地开展了导向执行机构的优化改进、供电系统优化设计、导向控制模块纠斜算法优化等研究完善与改进升级。为了验证改进效果,优化完善后的DQCZ垂直钻井系统在海拉尔区块S49-53井等3口井进行了现场试验,实现了一趟钻进尺1322 m,井斜控制在1°以内,机械钻速同比邻井提高19.87%,取得了较好的纠斜打快效果。试验结果表明,优化后的DQCZ垂直钻井系统纠斜效率与提速能力方面得到了很大改进,为同类型其它垂直钻井系统的改进和完善提供了借鉴与参考。 展开更多

关键词 垂直钻井系统 导向执行机构 供电模块 控制算法 纠斜能力

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VTK垂直钻井系统在阿北1井钻井中的应用 被引量：4

11

作者 罗发强 《石油机械》 北大核心 2011年第9期13-15,5,共3页

阿北1井四开井段地层倾角大、构造角度和倾向变化较大,采用大钟摆钻具组合和轻压吊打等措施,纠斜控斜效果不明显。为严格控制井身质量,在四开井段采用171.5 mm VTK垂直钻井系统控制井斜钻进,共计入井11次,总进尺504.92 m,平均机械钻速... 阿北1井四开井段地层倾角大、构造角度和倾向变化较大,采用大钟摆钻具组合和轻压吊打等措施,纠斜控斜效果不明显。为严格控制井身质量,在四开井段采用171.5 mm VTK垂直钻井系统控制井斜钻进,共计入井11次,总进尺504.92 m,平均机械钻速1.23 m/h,最大井斜2.09°,最小井斜0.11°,不仅达到了纠斜和控斜钻进的目的,同时还提高了机械钻速。 展开更多

关键词 阿北1井 地层倾角 VTK垂直钻井系统 防斜 机械钻速

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垂直钻井系统PowerV技术首次在川西高陡构造X01井的应用效果 被引量：11

12

作者 王俊良 王植锐 +1 位作者 胡建华 叶富伟 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期87-91,共5页

PowerV垂直钻井技术（以下简称PowerV）是一项高陡构造直井防斜提速钻井技术，合理选配钻头、控制钻井液性能指标等成为运用该技术的关键。为此，以PowerV的结构、工作原理及钻具组合要求为指导，分析其在四川盆地西部高陡构造X01井的... PowerV垂直钻井技术（以下简称PowerV）是一项高陡构造直井防斜提速钻井技术，合理选配钻头、控制钻井液性能指标等成为运用该技术的关键。为此，以PowerV的结构、工作原理及钻具组合要求为指导，分析其在四川盆地西部高陡构造X01井的首次应用试验情况，该井在0316．5mm井眼的933-2757m井段实钻，PowerV钻进井段井斜小于1．2°；与常规组合的钻井相比较，钻速提高4倍；与邻井相同井段的钻井效果相比，PowerV钻具组合使用了较高的钻压和转速钻进，机械钻速成倍提高。试验结果表明：①选择性能较好的进口钻头可以节约起下钻时间；⑦使用全套固控设备的时间应占循环时间的85％以上，以保证入井钻井液性能：③要求循环系统具备较高的承压能力才能够保证PowerV垂直钻井系统对压降的基本需求。结论认为，该技术有利于高陡构造的井身质量控制，大幅度提高了钻速，具有较好的推广价值和应用前景。 展开更多

关键词 垂直钻井系统 高陡构造 井斜钟摆组合钻压 钻速 井身质量侧向力 四川盆地西部 高陡构造

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BH-VDT5000垂直钻井系统在克深207井的应用 被引量：14

13

作者 汝大军 杨士明 +5 位作者 乔金中 杨春 张长春 付伟 郭佳 李晨 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2013年第1期107-109,共3页

保证油气井上部井眼垂直,对油气开采非常重要。经过数年技术攻关实践,渤海钻探工程技术研究院成功研制了BH-VDT5000型垂直钻井系统。文章介绍了塔里木油田克深207井应用BH-VDT5000垂直钻井系统防斜打快的实钻情况。克深207井是塔里木油... 保证油气井上部井眼垂直,对油气开采非常重要。经过数年技术攻关实践,渤海钻探工程技术研究院成功研制了BH-VDT5000型垂直钻井系统。文章介绍了塔里木油田克深207井应用BH-VDT5000垂直钻井系统防斜打快的实钻情况。克深207井是塔里木油田山前高陡构造上的一口开发评价井,地层倾角在60°左右,设计井深6960m。二开以转盘方式钻进,采用BH-VDT5000垂直钻井系统防斜打快,完钻井深1804.5m,垂钻进尺1569.5m,下部井段井斜控制在0.20°以内,全井段井斜小于1.00°。与同区块、同井深、同样采用转盘钻井的邻井机械钻速对比,机械钻速提高35%以上,防斜打快效果显著。 展开更多

关键词 垂直钻井系统 高陡构造 防斜打快 塔里木油田 BH—VDT5000系统

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八盘1井井斜控制技术分析 被引量：3

14

作者 胥志雄 狄勤丰 杨进 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期78-80,共3页

山前高陡构造防斜打快问题是塔里木油田勘探开发中遇到的难题之一。结合该油田八盘1井的防斜打快技术实践,探讨了垂直钻井系统PowerV的工作机理和控制指令,分析其在控制井斜中必须深刻了解的核心问题和防斜打快效果。同时,对八盘1井中... 山前高陡构造防斜打快问题是塔里木油田勘探开发中遇到的难题之一。结合该油田八盘1井的防斜打快技术实践,探讨了垂直钻井系统PowerV的工作机理和控制指令,分析其在控制井斜中必须深刻了解的核心问题和防斜打快效果。同时,对八盘1井中使用较多的钟摆复合钻具组合的力学特性进行了分析。①钟摆复合钻具组合的结构特征及参数优化。②钟摆复合钻具组合现场使用效果。结果表明,目前塔里木油田使用的钟摆复合钻具组合可以得到进一步优化,带直螺杆的钟摆复合钻具组合集强力钟摆钻具组合与复合钻井技术的优点于一体,是目前钟摆钻具组合中效果较好的组合。双稳定器之间的钻铤在强度许可的条件下外径越小越好。 展开更多

关键词 钻井 防斜打快 垂直钻井系统 复合钻井 高陡构造 井斜 控制 技术

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山前地区深井超深井套管防磨与减磨技术研究 被引量：9

15

作者 窦亮彬 李天太 +2 位作者 周波 张明 张丽萍 《石油机械》 2015年第1期12-17,共6页

针对山前地区深井超深井钻井过程中套管磨损严重的问题,在分析套管磨损机理的基础上,开展了山前地区套管防磨与减磨技术研究,基于技术研究成果及应用实践,得到如下结论:1应用Power V等垂直钻井系统控制井眼轨迹,特别是上部井段的狗腿度... 针对山前地区深井超深井钻井过程中套管磨损严重的问题,在分析套管磨损机理的基础上,开展了山前地区套管防磨与减磨技术研究,基于技术研究成果及应用实践,得到如下结论:1应用Power V等垂直钻井系统控制井眼轨迹,特别是上部井段的狗腿度和井斜,可明显减小侧向力和磨损量,缩短套管磨损时间;2应综合考虑套管磨损率、磨损系数以及钻杆耐磨带本身的磨损量,优选出效果最优的耐磨带;在狗腿度严重的位置,可考虑采用一定数量的橡胶钻杆卡箍来减轻对套管的磨损;3山前地区钻井液采用CX-300减磨剂能够显著降低磨损速率,减轻套管磨损程度,但在不同钻井液体系使用之前应进行优化分析以确定最佳使用量;4在迪那204井使用高密度钻井液体系,全部采用优选的高密度重晶石粉代替铁矿粉作为加重剂,整个钻进过程中未出现钻具及套管磨损,迪那204井易损件消耗量仅为邻井迪那203井的左右,防磨减磨效果非常显著。 展开更多

关键词 垂直钻井系统 耐磨带 橡胶钻杆卡箍 CX-300减磨剂 减磨加重剂 山前地区 深井 超深井

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井下外磁转子式涡轮发电机设计与试验研究 被引量：7

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作者 陈威 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期114-119,共6页

为了满足自动垂直钻井系统涡轮发电机寿命及功率需求,采用理论计算方法和仿真分析方法确定井下外磁转子式涡轮发电机电气参数,建立仿真分析模型,进行电磁场、场路耦合以及温度场分析,对发电机电磁特性、损耗以及温度变化进行数值模拟。... 为了满足自动垂直钻井系统涡轮发电机寿命及功率需求,采用理论计算方法和仿真分析方法确定井下外磁转子式涡轮发电机电气参数,建立仿真分析模型,进行电磁场、场路耦合以及温度场分析,对发电机电磁特性、损耗以及温度变化进行数值模拟。理论计算和数值模拟结果表明,发电机输出功率达到设计额定功率800 W,在额定转速下的最大功率输出时定子稳态温升23℃。利用现场试验对理论计算与仿真数据以及发电机寿命进行验证,试验结果为额定转速下最大输出功率1 000 W,稳态定子温升20.5℃,仿真与试验数据基本吻合,发电机运行320h后仍能正常工作。研究表明,井下外磁转子式涡轮发电机功率输出性能达到设计目标,可以为井下各类仪器设备用电源提供技术保障。 展开更多

关键词 自动垂直钻井系统 井下涡轮发电机 电磁场 温度场

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中国石油西部钻探工程公司3项成果国际领先 被引量：1

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作者 天工 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期108-108,共1页

2014年6月27日，中国石油西部钻探工程公司（以下简称西部钻探）拥有自主知识产权的自动垂直钻井系统、电动液压电缆桥塞坐封工具、猎鹰（KCLOG）套管井成像测井系统3项成果，经中国石油集团公司科技评估中心鉴定，整体达到国际先进水... 2014年6月27日，中国石油西部钻探工程公司（以下简称西部钻探）拥有自主知识产权的自动垂直钻井系统、电动液压电缆桥塞坐封工具、猎鹰（KCLOG）套管井成像测井系统3项成果，经中国石油集团公司科技评估中心鉴定，整体达到国际先进水平，部分达到国际领先水平。 展开更多

关键词 中国石油集团公司 国际领先水平 钻探工程 西部 垂直钻井系统 自主知识产权 成像测井系统 坐封工具

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