封隔器胶筒接触应力的数值模拟分析

利用ANSYS软件对封隔器胶筒的接触应力进行了数值模拟计算，通过计算分析得到了接触应力沿胶筒轴向的分布情况。计算表明，此种封隔器可承受40MPa的密封压差，接触应力的最大区域位于端部胶筒与中段工作胶筒的接触部位，高温持久试验也证明其可以满足工作要求。     

封隔器封隔时胶皮筒接触应力的模拟试验研究

在油田开发中封隔器是实施分层采油、分层注水、分层压裂或酸化、机械卡堵水等注采工艺作业的主要井下工具,封隔器上的胶皮筒是保证工作可靠性的重要元件,把胶皮筒安装在模拟试验装置中进行模拟实际井下工况的受力试验,通过在套管壁周围分布应力传感器,测得胶皮筒在封隔时接触应力的大小及分布情况,这对封隔器的设计和现场使用具有十分重要的意义。     

封隔器胶筒接触应力分布有限元计算

利用ANSYS软件对3种封隔器胶筒的接触应力进行了有限元计算，得到了接触应力沿胶筒轴向的分布情况。比较不同结构封隔器胶筒在相同条件下的接触应力分布，可知新型封隔器胶筒在高压下接触应力分布更为均匀合理，具有较好的应用前景。     

过电缆封隔器胶筒耐压试验及接触应力测试

为了研究过电缆封隔器胶筒密封性能,设计加工了胶筒高温耐压试验装置。对带弹簧防突单胶筒、带弹簧防突双胶筒、带弹簧防突三胶筒和带放气孔双胶筒进行常温、60和120℃高温下耐压试验,试验中采用电测法测定胶筒套管间接触应力,并获得了接触应力沿套管轴向的分布规律。通过分析4种胶筒结构峰值接触应力与接触应力沿接触长度的积分值,优选出带弹簧防突三胶筒和带放气孔双胶筒为较优结构,同时建议对带放气孔双胶筒设计端部保护结构。研究结果可为过电缆封隔器的现场安全使用提供参考。     

井下封隔器胶筒橡胶材料力学性能试验研究

封隔器胶筒橡胶材料的性能决定了封隔器密封性能的好坏。由于胶筒是非线性弹性材料,其橡胶配方的不同对材料性能有相当大的影响,因此,必须通过试验测定胶筒材料的力学性能。文章主要是对封隔器胶筒硫化橡胶的标准试样在不同压力和不同温度条件下的性能进行试验,获取应力-应变关系及橡胶的压缩模量、杨氏模量等值,为分析封隔器的工作性能提供基本依据。     

Y341-114型注水封隔器胶筒与套管摩擦力试验研究

目前在细分层注水管柱的力学分析中,封隔器胶筒对套管的摩擦力大多使用估计值或数值模拟分析结果,很少有精确的试验数据,无法适应细分层注水技术对封隔器在井下位置精确计算的要求。设计封隔器胶筒模拟试验装置,对测定胶筒与套管的摩擦力大小具有重要意义。试验结果表明:压力在4～17MPa时,胶筒与套管的摩擦力与轴向加压压力基本呈线性关系;在无润滑条件下,当压力为17MPa时,单级封隔器对套管产生的摩擦力约30kN。为细分层注水管柱的力学分析提供了试验数据,有助于确保细分层注水工艺的稳定实施。     

RTTS封隔器胶筒问题浅析

RTTS封隔器是用于井下套管里封隔油、气、水层的专用工具,它通过外力作用,使胶皮筒长度缩短,直径变大,密封油、套环形空间,分隔封隔器上下的油(气、水)层,从而实现油气井的测试目的。在实际应用过程中,针对由于封隔器胶筒问题而导致的封隔器失封问题,对胶筒选择所考虑的因素进行剖析,避免坐封失败的发生。     

压差作用下封隔器胶筒与井壁间的剪应力分析

以往的研究中将封隔器封隔元件的剪应力看作均匀分布于胶筒表面 ,而这不能很好地描述实际应力状态。为此 ,按轴向应力线性分布和非线性分布两种情况 ,对封隔元件在压差作用下胶筒与井壁间的剪应力进行了理论分析 ,认为周边剪应力分布受胶筒内轴向应力分布的影响。轴向应力按一次幂函数分布虽然能表达出其应力分布情况 ,但剪应力为一常数 ;而轴向应力按二次幂函数分布来描述其剪应力 ,则剪应力为线性函数分布 ,这就较好地描述了剪应力的分布     

压缩式封隔器胶筒密封性能的试验研究

本文论述了采用影象云纹法、电测法对封隔器胶筒的表面变形、密封面的接触应力,极限密封压力、应力松弛等规律进行的试验研究,对封隔器胶筒的密封机理提出了较全面和符合实际的看法,为合理设计胶筒结构尺寸提供了依据,对正确使用胶筒具有一定的指导作用。     

双胶筒封隔器的研究与应用

针对萨北油田目前注水井用封隔器普遍存在的洗井滑套胶圈过孔易被刮坏、洗井后洗井滑套不归位、封隔器坐封后有效密封面积小、解封机构不合理及解封成功率低等问题，研究应用了双胶筒封隔器。主要介绍了该封隔器的研究试验情况及其工艺特点，并通过对现场试验情况的分析，进一步阐明了该封隔器对于提高注水井密封率和注水合格率，降低作业施工难度方面的重要作用。     

金属封隔器原理性结构试验研究与分析

传统封隔器的密封部件是用橡胶材料制成的胶筒,存在内通径小、耐温和耐压低以及寿命短的问题。为此,对材料的性能进行分析和试验后认为,钛镍合金可以满足油田封隔器的使用要求。设计了新型封隔器的结构与尺寸,并通过原理性结构试验,确定封隔器的关键结构参数。用1×104kN螺旋压力机热挤压出金属封隔器的坯件,并对挤压过程进行了有限元模拟,解决了热挤压过程出现裂纹的问题。通过试验研究、有限元模拟及力学分析,改进了封隔器的结构和处理工艺,使其坐封和解封都达到了使用要求,并确定封隔器的密封和悬挂力满足使用要求。     

封隔器卡瓦三维光弹性应力分析

文中针对封隔器的实际结构,建立了三维光弹性实验模型,通过实验检测出卡瓦的内部应力及卡瓦与套管的接触应力,得到了卡瓦锚爪的应力分布规律,为卡瓦的优化设计提供了理论依据.     

遇油膨胀封隔器胶筒应力的有限元分析

封隔器验封过程中,常规方法存在验封过程复杂,人为因素影响大以及成本高等缺点。为此,采用有限元法对遇油膨胀封隔器在井下各种工况下的密封性进行了研究,以建立不同压力下遇油膨胀封隔器的密封性评判标准为研究目标,以期为现场遇油膨胀封隔器的密封性判断提供理论依据。采用超弹性单元和四边形单元建立中心管、胶筒和套管的模型,表面粗糙度的模拟通过随机曲线来体现。分析模拟结果认为,胶筒上、下无论是承受压差还是不承受压差,最大接触压力都位于胶筒的中部位置。在胶筒承受压差的作用下,下方胶筒的接触压力大于上方胶筒的接触压力。     

ZYT441—114桶式卡瓦封隔器的研制

常规卡瓦封隔器由于采用粗牙分瓣式卡瓦结构 ,对套管的伤害较大。为此 ,研制了ZYT441— 1 1 4桶式卡瓦封隔器 ,其特点是采用独特的细牙、整体双向卡瓦锚定结构 ,使卡瓦沿套管内壁周向全接触 ,增加了卡瓦与套管内壁的接触面积 ,减小了卡瓦牙对套管内壁的嵌入深度 ,改善了套管的周向应力分布状态 ,大大降低了卡瓦对套管的伤害。室内及现场试验表明 ,该封隔器对套管的伤害较小 ,同时具有坐、解封灵活可靠 ,耐高温、高压等优点。     

封隔器卡瓦损伤套管的模拟试验研究

在油田开发中封隔器是实施机械采油、分层注水、分层压裂或酸化、机械卡堵水等注采工艺作业的主要井下工具之一,封隔器上的卡瓦是保证工作可靠性的重要元件,把卡瓦安装在模拟试验装置中,通过在套管壁周围分布位移传感器,测得卡瓦锚定后加入套管壁深度,判断卡瓦对套管的损伤程度,这对封隔器的设计和现场使用具有十分重要的意义。     

磁性粘弹体封隔器的开发与应用

磁性粘弹体封隔器的主要密封件是被永磁体吸附在油套环形空间的磁性粘弹物质，能可靠地封隔套管腐蚀变形井的油套环形空间。室内试验结果表明，这种封隔器坐封合格率和解封合格率均为100％，性能完全达到了设计要求。在矿场试验中，采用这种封隔器取得了油井增油降水，减少出砂和延长免修期的良好效果。     

ZYY341—114GX高压注水封隔器

ＺＹＹ３４１ —１１４ＧＸ 高压注水封隔器主要由坐封、解封、洗井、密封和锁紧等部分组成。采用液压坐封和下放解封方式, 设计了反洗活塞自动复位装置, 解决了反洗通道关闭不严的问题。反洗井活塞与外中心管之间的软密封克服了硬密封易夹砂、渗漏和刺坏的缺点。封隔元件肩部保护结构和定位大锁块的采用, 提高了封隔器的密封、坐封和解封性能。现场试验证明该型封隔器坐封和解封灵活, 承受压差大, 密封效果好, 能够满足高压分注和卡漏等工艺要求。     

封隔器卡瓦咬合过程受力模拟研究

文章采用云纹法物理模拟技术和有限元法数值模拟技术相结合的方法,对封隔器卡瓦与套管之间的咬合受力情况进行了研究,得到了卡瓦内部应力、应变分布规律,发现了卡瓦各齿受力不均匀情况和对卡瓦失效产生的重要影响.上述研究结果为改善卡瓦结构、提高工作可靠性提供了实验基础和理论依据.     

可取式液压双向锚定封隔器结构设计

可取式液压双向锚定封隔器是目前结构最复杂、性能最好的一种封隔器。这种封隔器设计中应注意的问题是：（1）锚定方式选择；（2）坐封后的承压平衡；（3）解封方式选择；（4）双锥体结构锚定机构的下锥体脱卡；（5）锁紧机构的设计与选择。从我国机械加工能力和使用可靠性方面考虑，建议优先选用单面螺纹步进锁紧机构。提出了单卡瓦双锥体双向锚定、承压平衡、单面螺纹步进锁紧及下锥体主动力脱卡的设计思路和方法。