裸眼中途测试压缩式封隔器胶筒改进研制

针对中途测试掉胶筒和胶筒骨架失效的问题，检验了现用裸眼压缩式封隔器胶筒和胶筒骨架材料的理化性能，在此基础上，有针对性地改良了胶筒材质及成型工艺，改进了胶筒骨架选材、结构及其热处理工艺。用氟橡胶制作、注胶方式模压成型的改进胶筒各项指标都高于标准要求，优于裹胶方式制作的胶筒。在允许测试压差范围内，改进后的封隔器胶筒下井使用正常。     

液压球形防喷器胶心骨架的力学分析

通过液压球形防喷器胶心骨架力学模型的建立、载荷处理及有限元计算分析,确定了骨架结构的高应力后,为骨架结构的优化设计和等强度计算奠定了基础。     

嵌骨架高压橡胶密封制品金属骨架的表面处理工艺

针对高压管汇中嵌骨架密封制品易出现橡胶与金属骨架脱离的现象，分析了其密封失效的原因，提出了新的常用金属表面处理方法。实践证实，应用改进的金属表面处理工艺后，大大提高了金属表面的活化能，增强了金属骨架与橡胶的粘接性，密封效果十分理想。     

裸眼中测封隔器胶简骨架材质与力学分析及其改进

针对裸眼中途测试封隔器胶筒骨架落井现象，在对压缩式裸眼测试封隔器胶筒骨架材质分析的基础上，运用有限元方法对胶筒骨架应力和变形进行了分析，并以胶筒骨架强度安全为前提提出了裸眼中测允许测试压差的计算方法。分析结果表明，“细脖子”与扣盘结合处应力最大，最易损坏；球墨铸铁虽有较高的强度和韧性，但脆性较大，在较大冲击载荷下易损坏。为此，提出用强度更高且易磨的优质合金结构铜35CrMo取代球墨铸铁作为胶筒骨架材料，并在胶筒骨架与橡胶接触部位加工了特殊形状的容胶槽，从而提高了胶体与胶筒骨架的结合强度。     

KZ113-5-50(H)型胶筒的研制与使用

介绍一种ＫＺ１１３－５－５０（Ｈ）型胶筒的研制过程及其现场使用情况，该胶筒是在ＫＺ１１３－５－５０型胶筒基础上研制成功的，根据使用要求，在不改变橡胶配方的情况下，对胶筒的骨架结构进行改进，通过对新旧胶筒性能的测试和对新型胶筒的使用，得出新胶筒的整体强度高，能在较长时间内承受高压的结论。     

裸眼中测封隔器胶筒骨架材质与力学分析及其改进

针对裸眼中途测试封隔器胶筒骨架落井现象,在对压缩式裸眼测试封隔器胶筒骨架材质分析的基础上,运用有限元方法对胶筒骨架应力和变形进行了分析,并以胶筒骨架强度安全为前提提出了裸眼中测允许测试压差的计算方法。分析结果表明,"细脖子"与扣盘结合处应力最大,最易损坏;球墨铸铁虽有较高的强度和韧性,但脆性较大,在较大冲击载荷下易损坏。为此,提出用强度更高且易磨的优质合金结构钢35CrMo取代球墨铸铁作为胶筒骨架材料,并在胶筒骨架与橡胶接触部位加工了特殊形状的容胶槽,从而提高了胶体与胶筒骨架的结合强度。     

等壁厚螺杆泵定子橡胶成型工艺研究

橡胶属于高黏性流体,其流动性差,加工零件在浇注加压时因异型及空间狭长等因素,很可能会导致浇注压力过大,造成加工过程中的失效。等壁厚螺杆泵定子注胶成型就是一种典型的高黏性流体在狭长空间内的成型过程。由于本身结构细长,且同普通的螺杆泵定子相比,截面空间更小,易导致成型过程中的失效。以等壁厚螺杆泵定子制造工艺为研究对象,开展了深入的研究,形成了一套橡胶在狭长空间内浇注成型的工艺方法。通过改善橡胶性能、控制浇注温度、调整浇注压力等措施,既保证了橡胶在狭长异型内腔顺利浇注成型,又缩短了胶注时间,提高了工作效率。     

复杂井裸眼中测失败原因分析及改进措施研究

复杂井裸眼中测经常出现工具弯曲、掉胶筒、掉胶筒骨架等问题，分析认为这主要与工具制造、管串配置、胶筒材料及加工工艺、胶筒、骨架及测试压差的选择有关，从而提出了裸眼测试工具、管柱组合、测试参数选择的原则，指出应以井下管柱与工具、封隔器胶筒、胶筒骨架强度安全为前提确定允许的最小测试压差。塔河油田多口井采用改进的中测工艺均取得了良好的效果，未出现封隔器落井、工具损坏等事故。     

低压球形补偿器的改造及应用

球形补偿器是一种新型的热补偿元件，因怕密封失效影响热力管网的正常运行而使其应用受到局限。针对这些问题，本文介绍了改造后的低压（１．０ＭＰａ）球形补偿器的结构原理、改进措施和使用情况。     

球形卸压阀的研制

在油管试压过程中,锥形卸压阀的阀心和阀座易磨损,寿命短,弹簧及阀组件易腐蚀失效,造成先期关闭不严。为此,研制了球形卸压阀。该卸压阀用球形阀心代替锥形阀心,卸压时阀心会不断旋转,增大阀心密封面;采用气缸顶压密封,避免弹簧腐蚀失效,同时可提高阀心与阀心底座的同轴度,增强可靠性;卸压速度快,可避免卸压时因油管内部残存压力而损伤螺纹。在孤岛采油厂的现场应用情况表明,球形卸压阀的免修期比锥形卸压阀延长3月,每年可节约成本21 400元。     

旋转防喷器胶芯结构分析及优化

旋转防喷器是欠平衡钻井的关键设备,带压作业过程中其密封性能是保证安全生产的重要因素。现有的国产旋转防喷器存在胶芯密封不严以及易发生疲劳损伤失效等问题。鉴于此,利用ABAQUS软件建立了旋转防喷器胶芯动态密封有限元模型,对胶芯预紧工况下和起下钻工况下旋转防喷器的力学性能进行了分析,分别讨论了胶芯硬度和铁芯结构对旋转防喷器胶芯使用寿命的影响。分析结果表明:在带压下钻过程中,胶芯呈轴向拉伸变形状态,起钻过程中胶芯呈向上压缩变形状态,且起钻和下钻工况对胶芯密封性能影响不大,下钻工况的密封性能略大于起钻工况;胶芯材料硬度为80 HA时,胶芯的使用寿命最长;优化改变铁芯结构可使胶芯使用寿命延长。室内密封试验以及现场试验证实了有限元优化结果的可靠性。研究成果对延长胶芯使用寿命和提高油田作业安全具有重要的现实意义。     

极地钻井关键设备橡胶密封材料的优选

极地的低温环境会使橡胶逐渐变硬甚至玻璃化从而丧失原有的弹性,易导致钻井泵、防喷器等关键钻井设备出现密封失效问题,影响正常生产并带来安全隐患。因此,需要对极地钻井关键设备所用橡胶密封材料进行优选。按照国家标准GB/T 528—2009和GB/T 7759.2—2014,在20～–50 ℃温度环境下对橡胶材料进行了单轴拉伸和压缩永久变形试验,将试验数据与多种常见超弹性本构模型进行拟合得到了模型参数,分析了这些本构模型在低温条件下的适用性;利用有限元分析软件ABAQUS,模拟分析了–45 ℃温度下处于工作状态的O形橡胶密封圈的密封性能,找出了设备在低温条件下容易发生密封失效的位置。分析认为,在低温、小变形条件下,Polynomial（N=2）模型和Ogden（N=3）模型能更准确地描述橡胶的力学性能;硅橡胶、气相胶、丁腈橡胶在极地环境（–45 ℃）下依然保持优越的密封性能,可以作为极地钻井关键设备用橡胶密封材料。低温下超弹性本构模型的分析和橡胶密封材料的优选,可为我国后续极地钻井提供理论指导与支持。      

基于ABAQUS的管内密封胶筒性能参数优化

管内智能封堵技术已成为管道事故应急维抢修的重要技术手段之一,而封堵胶筒的密封性能是评价管内智能封堵能力的决定性因素.应用ABAQUS有限元分析软件,结合单因素与多因素耦合分析方法,分析各参数对胶筒密封性能的影响特性,进而实现密封胶筒的参数优化,使得胶筒在相同的驱动力作用下,达到最优的密封效果,即封堵压力最大.首先,通过...     

液压闸板防喷器胶心的封井机理与结构参数设计

论述了闸板防喷器胶心的封井机理与封井过程中的封井力、密封比压与胶心前部密封储胶量的计算公式，讨论了影响闸板防喷器胶心封井比压和使用寿命的胶心结构参数提出了合理选择胶心结构参数的建议。     

膨胀管外橡胶模块有限元分析与密封计算

为更好地对膨胀管外侧橡胶模块进行设计,研究了其在施工过程中的膨胀规律,分别对橡胶模块、膨胀锥、膨胀管建模,对膨胀过程进行有限元分析。通过分析橡胶模块外形和压缩率变化对膨胀力、最大接触压力、悬挂力及密封安全压力的影响关系,得到橡胶模块随着厚度和长度增加,其与套管内壁最大接触压力和所需的膨胀力均增加。随着橡胶模块压缩率增加,最大接触压力、悬挂力及密封安全压力均增加。     

海上油田隔离密封性能优化研究及应用

针对海上油田生产井中出现的井下密封筒的磨损、划伤及腐蚀导致插入密封容易失效的问题,设计了一种新型插入密封工具。介绍了该插入密封工具的结构与工作原理; 通过胶筒受力分析来确定结构参数,并对主要零件进行了有限元分析。在海上油田应用压力膨胀式插入密封,对其进行坐封及验封。经理论分析和试验证明:设计的压力膨胀式插入密封工具满足插入密封的技术指标要求,并能在有缺陷的密封筒里实现有效密封。     

封隔器胶筒密封性能有限元分析

封隔器胶筒的密封性能直接制约其使用性能，且胶筒属于超弹性材料，在井下多种载荷作用下，其力学行为复杂。以三胶筒组合的压缩式封隔器为研究对象，建立了封隔器密封元件的有限元力学模型，分析了加载方式、摩擦因数以及胶筒硬度等对胶筒接触应力的影响，得出了接触应力沿胶筒轴向的分布规律，研究结果可指导封隔器胶筒组合的设计和井下作业。     

带压作业闸板防喷器胶芯密封性能分析

利用三维建模SolidWords软件及有限元分析软件ABAQUS,建立了带压作业闸板防喷器胶芯与管柱密封结构的三维简化模型。该密封结构属于组合式密封结构,由丁腈类橡胶(NBR)组成的橡胶基体和超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)组成的耐磨块构成。研究了3种不同封井压力作用下胶芯与管柱之间的应力分布规律。结果表明:在液压封井力为20 MPa时,该闸板防喷器胶芯可用于密封井底压力不超过35 MPa的带压作业环空; 胶芯失效位置主要集中在橡胶基体与上下垫板接触区域及耐磨块圆弧面上靠近中线位置区域,与现场实际应用中胶芯的失效位置基本相符,验证了分析的正确性。     

牙轮钻头SEMS2单金属浮动密封结构的改进

为了解决单金属浮动密封结构复杂和研制困难的问题,提出了一种改进型单金属浮动密封结构(GSEMS),它采用1个异形橡胶密封环代替O形橡胶圈和支持橡胶环,简化了密封结构,也减轻了它与轴颈之间的磨损。采用有限元软件对第2代单金属浮动密封(SEMS2)和GSEMS进行装配过程模拟,结果表明,两者在密封面上具有相近的受力分布和密封能力,能使用较软的橡胶材料得到较大的密封力,减小了静环内锥面和橡胶之间的缝隙,具有良好的密封性能。