三胶筒结构密封性能分析

桥塞胶筒是井下桥塞封堵成功的关键部件。本文利用ABAQUS建立三胶筒结构的有限元模型,模拟胶筒在井下坐封的非线性接触行为,分析了坐封载荷、胶筒长度组合、硬度组合和加载方式四个方面对三胶筒结构密封性能的影响。通过正交设计法,对胶筒硬度和长度这两个参数组合进行有限元仿真,最后得出一组最优组合:上下胶筒长度为60mm,硬度为70IRHD,中胶筒长度为70mm,硬度为60 IRHD。根据得出的最优组合,分析了坐封载荷和加载方式对其密封性能的影响。结果表明在相同压缩距下,单向加载的接触压力要大于双向加载的,加载端的接触压力更大;在不同坐封载荷作用下,其坐封后接触压力的大小之比:上胶筒中胶筒下胶筒。     

NLG型桥塞火药的耐热性和燃烧稳定性研究

采用DTA、TGA、定容燃烧试验和电缆桥塞地面试验等方法,研究了NLG型桥塞火药的耐热性及其常、高温燃烧稳定性。结果表明：NLG型桥塞火药的耐热温度在250℃以上;120℃高温定容燃烧时,NLG型桥塞装药的燃气生成速率在28.0MPa压力以上时快于常温,燃烧稳定;在电缆桥塞坐封工具中变容燃烧时,NLG型桥塞装药燃烧稳定,压力上升曲线与常温时基本一致,最大压力平均值比常温高出2.5MPa。     

电缆桥塞液压坐封工具动力系统的研制与应用

电缆传输爆炸坐封用火药作为动力源,管理和使用成本高,存在较大的安全隐患。该文内所研制的电缆式桥塞液压坐封工具动力系统利用直流有刷电机通过磁力耦合器拖动油泵输出高压油液,驱动坐封机构实现桥塞的坐封和丢手,具有作业速度快、便于操作、成本低和安全可靠等特点。     

缓燃型NLG桥塞火药的性能研究

采用常压燃烧实验、热分析实验以及桥塞工具地面实验等方法,研究了新型NLG缓燃桥塞火药的常压燃烧性能、热分解特性及其在桥塞工具中的燃烧性能。结果表明：缓燃型NLG桥塞火药具有燃速低、燃烧残渣粘附性低的特性;通过调节桥塞火药配方中粘合剂含量、氧化剂粒度和降温剂含量等可改善其燃烧性能;缓燃型NLG桥塞火药在桥塞工具中燃烧稳定,能可靠完成坐封工作,具有很好的应用前景。     

地层测试用DE型5(1/4)″中温中压封隔器胶筒

地层测试是钻井过程中经济、快速评价油气水层的一种工艺方法,封隔器橡胶筒是地层测试仪器的关键部件之一,它的质量好坏直接关系到测试过程成功与否。胜利油田1977年引进了美国的地层测试仪器,在使用过程中,胶筒这个易损件成为突出的矛盾。为了立足于国内,自1979年起胜利油田钻采工艺研究院与上海橡胶制品研究所协作,共同研制能代替美国引进的同类产品——DE型中温中压胶筒。该胶筒经四年来地面模拟试验和井下考核试验,结果表明座封可靠,达到原定设计要求。胶筒1981年至1983年共试制了26只,进行了17口井22层次井下试验,成功率达到95.5％,密封性能良好,可取代进口胶筒。胶筒的经济效益显著,胜利油田由于使     

单金属密封的结构优化及其密封性能研究

针对油气田勘探中,复杂的钻井工况导致动密封工作性能极不稳定的问题,结合单金属密封结构和井底高压环境,利用有限元方法对单金属密封受压情况下的接触压力进行分析。用雷诺方程计算单金属动密封的泄漏率,以减小最大接触压力和泄漏率为优化目标,利用正交试验和F评价方法对单金属密封结构参数进行优化,得到密封结构参数对密封面接触压力和泄漏率的影响情况,并将每个水平数对应的优化目标计算结果分别取平均值,得到不同水平影响下接触压力和泄露率平均值的变化趋势,从而确定密封结构的最优水平值,并借助有限元仿真对优化前后的密封性能进行对比。最后根据优化前后的密封结构参数加工2套密封试件,进行密封实验。仿真分析和实验结果表明：高压工况下优化前的密封面内侧磨损严重,钻井液颗粒容易侵入密封面;而优化后密封面的最大接触压力有所降低,动密封面的最高温度和泄漏率明显降低。研究结果对改进单金属密封的工作性能、提高井下动密封的可靠性有重要的现实意义。     

井下防喷器的设计及实验研究

为了提高钻井作业的安全性,保证井底发生溢流后能迅速可靠封隔环空、方便后续压井作业,设计了一种安装在近钻头端的井下防喷器,对其结构和工作原理进行了详细介绍.通过建立井下防喷器中推块机构的受力模型,分析了推块对管柱的反作用力与推块锥面角和碟簧变形量之间的关系.对花键进行了强度校核,使用有限元软件对不同厚度和硬度的胶筒的封隔能力进行了分析,同时进行了井下防喷器的室内实验.研究结果表明:当单个碟簧的变形量为0.2mm、推块的锥面角度为45°时,单个推块可对钻柱产生2.2kN的反作用力,设计值和实验数据接近;当钻柱扭矩达到45 000N·m,花键的挤压应力仍在许用应力范围内;在压缩量和封隔间隙相同的情况下,胶筒的宽度越宽、硬度越大,封隔能力越强,且胶筒硬度越大,需要的下压力也越大.研究结果对井下防喷器的设计具有一定指导作用.     

热胀式塑料密封热采封隔器的力学特性

采用Ｍｉｓｅｓ塑性流动准则对热胀筒与耐高温塑料密封筒的塑性特性与热涨剂内压的关系进行研究，分别研究了坐封前后的力学特性，密封压差以及热胀剂填充量，给出了相应的设计公式。     

基于Ansys的不同截面密封圈密封性能仿真分析

目的对"凸"形、矩形和"Y"形截面密封圈的密封性能进行对比分析,为端面静密封形式的密封圈选型和结构设计提供参考。方法基于Ansys的大变形接触有限元分析,对3种不同截面密封圈进行应力和接触压力仿真分析,并对结果进行比较。结果 "凸"形截面密封圈在压缩过程中最大应力和最大接触压力变化均匀,最大接触压力面较宽;矩形截面密封圈最大应力变化均匀,最大接触压力在密封圈压缩量超过18%后呈现陡增现象;"Y"形截面密封圈最大应力和最大接触压力在密封圈压缩量超过18%后均呈现陡增现象,而且最大接触压力面狭窄。结论对于特定密封圈槽的端面静密封形式,"凸"形截面密封圈密封性能最优。     

高温热油泵机械密封泄漏分析与对策

通过对高温导热油泵使用的单端面波纹管式机械密封进行校核,经过对摩擦副端面比压、端面线速度和端面温度的核算,结合导热油特性曲线,发现摩擦副端面温度超过导热油气化温度是造成机封端面及波纹管结碳的主要原因。按照机械密封设计规范API 682-2014的使用标准对高温导热油泵的机械密封进行改型,通过增加辅助撤热系统,降低摩擦副端面温度,解决了高温导热油泵的机械密封因结焦碳化问题,为解决同类设备故障开拓了新的工作方向。