压缩式封隔器胶筒的研究进展

介绍油气开采用压缩式封隔器的工作原理以及封隔器胶筒的材料与结构和隔环的结构的研究进展。建议封隔器胶筒的主体材料采用综合性能好的氢化丁腈橡胶和耐高温性能好的氟橡胶;改进胶料配方,以获得高性能的胶筒橡胶材料;在有限的胶筒数量下,改进胶筒的结构,增加其有效接触长度和接触应力;设计结构可靠的隔环,有效提高封隔器的密封性能和延长其使用寿命。     

封隔器胶筒结构改进及有限元分析

封隔器密封失效主要由胶筒损坏引起,为了提高封隔器胶筒的密封性能,减小肩部突出,更有效地满足生产需要,设计了新型封隔器胶筒结构。利用ANSYS软件对常规和新型封隔器密封胶筒进行有限元分析计算,得到了胶筒的变形状况和接触应力沿胶筒轴向的分布情况。结果表明,靠近加载端的上胶筒所受接触应力最大,起主要密封作用;在相同条件下,对比两种结构封隔器胶筒的变形和接触应力,可知新型封隔器胶筒与套管的最大接触应力较大,接触长度较长,且肩部突出较小。因此,采用新型封隔器胶筒结构可以提高封隔器的密封性能。     

封隔器胶筒气密封性能数值模拟研究

以三胶筒封隔器为研究对象,基于力学测试,拟合封隔器胶筒本构方程Yeoh模型中的材料常数.利用ANSYS有限元软件数值模拟不同坐封力下,封隔器胶筒的力学性能,评价其气密封能力,为封隔器胶筒优化设计提供技术支持.     

耐高温高压封隔器胶筒的研制

封隔器胶筒是油田分层开采中应用十分广泛的封隔器核心部件。为适应高温深井的开采要求 ,我们研制了耐高温高压封隔器胶筒。现将研制情况简介如下。1　产品结构和性能要求耐高温高压封隔器胶筒的结构如图 1所示。其主要性能要求为 :耐油和耐酸、碱腐蚀 ,耐热温度　 1 3 5℃ ;耐压差　 3 0ＭＰａ。2　配方设计根据产品的工作环境和使用性能要求 ,筛选出 6个配方进一步试验 ,结果见表 1。从表 1可以看出 ,5号配方胶料的综合性能较好 ,因此采用5号配方作封隔器胶筒胶料配方。图 1　产品结构示意表 1　胶料配方和性能项　　目　　 配方号12 34 5…     

三胶筒封隔器密封单元结构参数优化分析

针对油田常用的三胶筒封隔器的密封单元,分析了三个胶筒的硬度组合对密封性能影响,利用ANSYS仿真软件中的零阶方法进行密封结构的优化对常规胶筒的的结构尺寸进行了优化分析。研究结果表明上下胶筒与中胶筒的硬度差越大,密封性能越好;对常规胶筒的尺寸进行优化结果表明,优化前后中胶筒的最大接触应力增加了约30%,优化效果明显;同时分析了带有半圆孔、三角孔和异形孔的不同中胶筒结构对封隔器密封性能的影响,结果表明中胶筒开孔的封隔器的密封性能比常规中胶筒封隔器密封效果好,综合考虑密封效果和安全性,中胶筒开半圆孔的封隔器的性能最优。     

中国昊华化工(集团)总公司2004年度科技发展计划(续)

序号项目名称承担单位起止时间主要研究内容、目标及应用领域项目来源95油气田用耐高温封隔器胶筒的研制与开发北京橡胶工业研究设计院2 0 0 3～2 0 0 5　　对耐高温封隔器胶筒材料及制造工艺进行研究 ,开发出耐 180℃高温、5 0MPa的封隔器胶筒 ,应用于石油化工领域。报中国石油化工集团待批96轮胎动性能试验机改造升级技术开发北京橡胶工业研究设计院2 0 0 2～2 0 0 4　　对现有的轮胎动性能试验机进行升级改造 ,其适用范围将扩大到以轿车胎为主 ,兼顾载重汽车轮胎 ,能够进行在常规最高速度下进行试验。并为制定控制指标、质量检验及试验…     

长胶筒封堵技术在油田开发中应用探讨

本文介绍了胶筒封隔器的结构及工艺,主要阐述了长胶筒封隔器进行层内封堵与小夹层反向封隔的原理,可实现常规工艺无法进行层内封堵与细分注水的目的。通过多口实验数据分析长胶筒封隔器的封隔效果及效益。     

机械式大通径尾管封隔器的研制及试验

在TAML5级完井分支井眼下尾管过程中,要求尾管上部封隔器耐高温、通径大,实现20 684 kPa压力密封。为满足上述要求,设计研发了一种机械式大通径尾管封隔器。该封隔器胶筒密封部分以45#钢架为主体,外部硫化橡胶,使用时,通过上部管柱施加压力,45^#钢架膨胀,完成封隔器坐封。试验结果表明：9-5/8″套管用机械式大通径尾管封隔器内径达173 mm,整机坐封简易,可实现20 684 kPa密封,125℃条件下,胶筒可实现29 992 kPa密封。该封隔器的研制成功,为TAML5级完井提供了技术支持,具有良好的应用推广前景。     

新型长胶筒封隔器的研制与应用

针对常规压缩式封隔器无法满足夹层厚度小于1m的薄夹层注水井实施高效卡封,现有的扩张式长胶筒封隔器在洗井后,二次坐封率难以得到保障的问题。我们成功研制了新型扩张式长胶筒封隔器。该封隔器设计了将压缩式封隔器的洗井机构融入其中,使胶筒内腔和洗井通道独立分开,有效的避免了封隔器内外压差而造成的封隔器解封,为薄夹层精细分层挖潜提供了有力的工艺技术支撑。     

一口典型井管串密封失效原因分析及处理

某水平井在进行管外封隔器座封管内憋压完井作业时,管串密封突然失效。初步分析判断,可能是管外封隔器胶筒损坏,决定进行全井拔套管作业。通过对全井提出的套管和管外封隔器等附件检查,确定管外封隔器胶筒已损坏,这是导致管串密封失效的原因。根据井内提出的封隔器胶筒下部金属表面磨损程度和其上下所加空心刚性扶正器变形情况分析,认为空心刚性扶正器在入井过程中扶正条变形量过大,使扶正器外径小于封隔器胶筒外径,造成封隔器胶筒在入井过程中因磨损严重而损坏。第二次下套管施工将空心刚性扶正器更换为实心刚性扶正器,并改变了下部套管串结构,减小管串刚度,顺利完成了固井施工。