封隔器胶筒对套管接触应力模拟试验研究

为研究封隔器工作的可靠性 ,将胶筒安装在模拟试验装置中做模拟井下工况的受力试验 ,通过 4 0只应力传感器测得胶筒在封隔时对套管接触应力的大小及分布情况。结果表明 ,胶筒被压缩后对套管的接触应力主要集中在每节胶筒的中间带 ,应力呈规律性变化 ,随受压元件轴向力的加大 ,胶筒对套管的接触应力也增加 ,特点是胶筒沿套管轴向应力差别较大 ,沿套管径向应力分布较均匀。这说明封隔器工作时每节胶筒中间带起主要密封作用 ,接触最好 ,两端则较差。     

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。     

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。     

封隔器封隔件工作性能的试验研究

本文结合我国油田通用的JG型压缩式封隔件及陕西产的压缩式封隔件。通过大量探讨轴向力、液压力、应力松驰、径向间隙、接触挤压应力等在工作性能方面的相互影响关系，确定了预压力，建立了两种型号封隔斜的接触挤压应力经验试验公式，测定了密封极限压力，同时分析了封隔件的应力松弛规律及为消除它的影响而采取的措施。     

封隔器脱落胶皮打捞器的研制与现场试验

针对修井作业起管柱过程中封隔器胶皮脱落掉井的问题,研制了封隔器脱落胶皮打捞器。将该打捞器安装在封隔器的下部,起管柱作业一旦有封隔器脱落胶皮,打捞器就能将其拦住并捞获,不需要再进行专门打捞,可简化打捞作业工序。10口井的现场试验结果表明,下井一次性成功率100%,其中4口井下入打捞器后未再次作业,6口井再次作业中有5井次出现胶皮脱落现象,提出管柱后发现成功捞获大小不等的胶皮16块,捞获成功率100%     

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。     

井下封隔器封隔时套管应力的测试与计算

为提高封隔器使用的可靠性，对封隔器在模拟试验装置中进行了模拟井下实况的受力试验，测定了套管的应变，并用最小二乘法对测试数据进行处理，得到了封隔器时套管壁产生的应力计算公式，及套管壁应力的分布情况，这对封隔器设计和现场现场具有一定的指导意义。     

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。     

封隔器坐封过程有限元模拟分析

根据封隔器的结构特点及其工作原理,用VB开发了压缩式封隔器、扩张式封隔器和套管外封隔器在坐封过程中,各部件之间接触问题的有限元计算力学模型。在进行封隔器的有限元分析之前,只需要输入封隔器结构参数、橡胶材料力学特性参数、坐封过程中的力学参数以及有限元网格控制参数,该软件将自动调用有限元解算器内核,并将接触压力分布结果、Von Mises应力结果自动存入Word文件报告中。详细地分析了3种封隔器接触压力分布的大小,同时通过Von Mises应力分布大小,讨论了封隔器胶筒的失效部位,为封隔器的结构优化设计和封隔器结构的改进提供了理论依据。     

封隔器工作性能室内试验研究

针对目前国内封隔器在使用中存在的问题,从工况模拟、封隔器胶筒橡胶物理性能试验等角度进行研究,更加准确地再现了封隔器的工作过程,具有一些工程应用价值．为进一步准确地分析封隔器在不同工况时井下的工作性能和胶筒的优化设计提供了理论依据。     

金属垫片接触应力分布的数值模拟

利用ANSYS对不同螺栓载荷下的垫片接触应力分布进行了数值模拟。结果表明,垫片接触应力径向分布是非常不均匀的,垫片外侧接触应力比其内侧大得多。垫片接触应力径向分布除受螺栓载荷和介质压力影响外,还与法兰刚度和垫片几何尺寸有关。     

注蒸汽井套管热应力分析及管柱强度设计

介绍了适合注蒸汽井温度场、套管三维热应力分析的有限元计算理论和方法。经过大量的计算，得出了注汽井四种工况下的温度场、套管三维热应力分布规律。考虑套管的受热、受力特点，研制出了相应的套管柱设计软件。现场实践证明，该理论和方法符合注汽井实际。结论认为，隔热管要居中且接箍处要隔热；水泥需近到井口；Ｎ８０套管需提拉预应力；油层部位套管应采取高钢级耐热套管。     

固井水泥环缺陷对套管强度影响仿真分析

固井水泥环质量对套管的强度影响很大。建立了水泥环缺少1／12的井筒平面应变有限元模型，通过对固井水泥环缺陷引起的套管应力变化进行仿真模拟分析，得出无内压下套管的最大径向位移是水泥环完整时的3．9倍，水泥环的缺少导致Mises应力集中系数为2．0，套管外壁的最大塑性应变达到0．0152，定量分析固井质量对套管强度的影响，为热采井套管损坏提供一些定量数据。     

液膜法处理高浓度含酚废水的模拟试验

通过液膜法处理高浓度酚废水的模拟试验,探讨了乳水比,转盘塔转速,停留时间对除酚效果的影响,并通过正交试验找出了转盘塔的最佳工艺参数,试验结果表明,该工艺可使废水酚含量由３０００ｍｇ／Ｌ降至１００ｍｇ／Ｌ以下,除酚率达９９％以上。     

有限元方法在设备大开孔应力分析中的应用

以国内某大型乙烯装置的急冷塔为例,对塔顶蒸汽出口进行了有限元分析。工程应用表明,采用有限元分析软件能很好地解决设备大开孔问题,特别是当管口承受管线复杂外载荷情况下的应力计算。     

磨损套管抗内压强度试验与有限元分析

当套管受到严重偏磨时,套管抗内压和抗外压能力显著下降。鉴于此,从理论和试验2个方面分别研究了磨损套管的抗内压强度,研究结果表明:(1)在内压作用下,磨损套管的周向应变发生局部变化,最大值主要发生在磨损与未磨损的过渡区,最小值集中在磨损最严重的区域,因此套管截面在磨损区域"内凹";(2)在相同内压力作用下,随着磨损量的增大,磨损最严重处先周向变形减小且内收缩,继而周向变形增大,与磨损区相对的另一侧,从向外鼓胀变形转而向内收缩,套管截面出现椭圆变形;(3)在套管内壁的磨损初期相对磨损量对套管的初始抗内压性能影响相对较大。     

井下套管阀阀芯设计与室内试验

井下套管阀是全过程欠平衡钻井的核心工具之一,国内尚处于研究和试验阶段,尤其是对套管阀阀芯的研究尚未完全成熟。研制了一种井下套管阀的阀芯,取得了一定的技术突破。采用金属密封和弹性元件密封的复合密封结构,确保密封更为可靠;设置了双弹簧的复位机构,确保阀板复位成功;采用有限元方法对阀板的受力特征进行了分析,根据分析结果对阀芯样机进行了室内承压试验。试验结果表明:阀芯在低压高压条件下密封可靠,25 MPa时阀板强度满足要求。     

双金属复合管液压成型的有限元模拟及残余接触压力计算

应用有限元通用软件ABAQUS,对双金属复合管塑性成型过程中的力学行为进行弹塑性分析,建立了不同材料复合管胀管压力与残余接触压力之间的对应关系。通过有限元模拟,得出不同材料在间隙消除阶段的最小成型胀管压力,外管弹性极限胀管压力及接触压力、外管刚发生屈服时的胀管压力和接触压力以及外管完全发生塑性变形的极限胀管压力和接触压力,卸载后的残余接触压力。结果表明,当外管材料为X65C时,内外管卸载后残余接触压力为0,当外管材料为L360QS时,卸载后内外管残余接触压力为3.495 MPa,并且胀管压力处于弹性极限胀管压力49.78 MPa和塑性极限胀管压力54.6 MPa时,外管将出现塑性变形,在胀接时,必须控制胀管压力小于塑性极限胀管压力,否则,外管将出现塑性流动,这是不允许的。     

储层岩心室内出砂模拟实验研究

采用疏松砂岩油藏Z43断块岩心,通过室内出砂模拟实验,分析了流体流速、含水率、累积驱替液量和矿化度对岩心渗透率和出砂状况的影响。结果表明,在无水采油期,骨架砂未遭破坏,出砂轻微,可以携砂生产;在含水采油期,含水率对油藏出砂影响较大,应及时采取防砂措施。此外,注入水矿化度也会影响地层出砂量。