高压单管封隔器的设计

Y241-115型高压单管封隔器主要用于分层注水中。该型隔器中设计的卡簧内锁紧机构。实现了机构的重复坐封,提高了承压能力,采用的单向卡瓦结构,对注水工艺管柱进行扶正和锚定,提高了传统的无卡瓦封隔器的承压能力与解封力。同时还采用新型胶筒材料,能使密封元件更好耐高压、高温。因此封隔器具有承压能力高,使用寿命长,密封效果好,能够满足高压分注工艺要求。     

带压作业油管内堵塞方式的探讨

油管内堵塞是注水井带压作业的前提和关键,针对目前油管内堵塞存在投送不到位置、封堵效果差等问题,重点分析封堵保护封隔器以上管柱、封堵配水器以上管柱、封堵单流阀以上整个管柱三种堵塞方式及相应堵塞器工作原理、优缺点,提出选用小直径油管堵塞器封堵单流阀以上整个管柱方式,并计划预置管柱解决油管内堵塞问题,使带压作业施工更安全、更高效。     

带压作业钢丝投送式堵塞器设计研究

带压作业主要由带压设备和堵塞器完成双封一顶,作为带压作业的一个重要功能和施工条件,油管内堵塞工艺起着关键的作用。钢丝投送式堵塞器作为油管内堵塞工艺主要采用的一类堵塞工具,被国内广泛使用。现有钢丝投送式堵塞器应对井下复杂条件适用性不足,设备需求较高,且易座封不住,堵塞失败率较大。为解决此问题,设计了一种新的带压作业钢丝投送式堵塞器,能够提高油管内堵塞成功率,降低企业成本,提高生产效率。本文研究了钢丝投送式堵塞器设计的性能和参数要求,根据基本技术参数设计了钢丝投送式堵塞器定位机构、推力机构、胶筒封堵机构、锚定丢手机构等主要机构,进行了堵塞器的设计。     

可取式压差作用密封悬挂器设计与应用

针对在低压低产气井采用喷射排水采气系统时,常规悬挂器无法正常解封,且不能承载质量较大的喷射泵等工具,笔者对悬挂器结构进行创新和改进设计出可取式压差作用密封悬挂器,该悬挂器具有悬挂、坐封等作用,且其内部结构采用压缩弹簧预压并利用压差作用进行密封封隔等动作,实现下入工具的预定位置锚定和与油管的封隔,通过压缩弹簧和压差释放实现锚定和与封隔的解封。     

新型链式管道封堵器的研制

油气管道在封堵过程中会因为封堵管段内的压力升高而导致封堵失败,因此需要一种在高压环境下具有较高安全系数的管道封堵器。设计了一种新型的链式管道封堵器,主要由钢丝轮、封堵头本体和封隔圈组成。钢丝轮具有刮削功能,在封堵头密封管道之前,能够对管道进行清污和除锈;两个链接的封堵头在管道中能够实现两级密封;封隔圈具有凸面结构,利用橡胶弹性,密封管道内流体。相对传统封堵器,该新型链式封堵器只需开一次孔就能实现封堵和不停输作业,具有工作效率和安全系数高,施工成本低等特点。     

旋转式油管刮削器的研制

针对不压井作业过程中,油管内壁结垢严重,难以使堵塞器下到井内预定深度的情况,研制了一种旋转式油管刮削器。在使堵塞器下入井内之前,使用旋转式油管刮削器对油管内壁进行预处理,有效地提高了油管封堵成功率。     

高压机械密封传动机构的失效分析及解决措施

介绍了高压机械密封的机构特点、形式及设计要点,并重点从机械密封的传动机构分析了高压机械密封的失效,通过分析失效原因:压力过高,端面比压过大,端面热量过高,紧固装置抱紧力不足,找准解决方案:采用机械密封新型抱轴器,并提供过载保护器,提高密封在各种高参数下传动机构的稳固性。     

浅析可取式桥塞机械的结构及设计

在井下作业过程中,浅析可取式桥塞的特点,为解封的时候不用钻铣、可以二次回收利用、套管受到的伤害小。我们经过对国内桥塞的坐封、密封、锚定、防中途坐封及双向承高压结构进行分析,得出了可取式桥塞承压性能低,可靠性不强的现状。针对此问题我们对桥塞坐封机构、锚定机构和锁紧机构原有的设计原理上,进一步提高可取式桥塞的设计水平。     

一趟防砂管柱坐封验封自切换工具研究及实验

油田注水井在进行防砂施工时,一般操作步骤是先下入外层防砂管柱和内层坐封服务管柱。在坐封完所有防砂封隔器后,再下入一趟验封管柱,对各个封隔器的密封性进行验证。因此,至少需要下入两趟管柱才能完成注水井防砂施工服务。文中研究开发了一种坐封验封自切换工具,只需在井口通过远程压力控制,即可在井下实现开/关自切换。当坐封验封自切换工具在井下处于关闭状态时,内层管柱功能变为防砂坐封管柱;当坐封验封自切换工具在井下处于开启状态时,内层管柱功能变为防砂验封管柱。通过在内层管柱上增加自切换工具,让内层管柱具备坐封和验封两种功能,把管柱施工趟数由2变为1,提高了施工效率,降低了管柱操作服务成本。     

三高气井测试管柱力学行为仿真

针对深井、定向井内管柱受力变形比较复杂,难以运用现有理论公式直接进行准确计算的问题,采用ANSYS有限元分析软件建立测试管柱三维仿真模型,综合考虑管柱组合、管柱载荷、井壁摩擦力、高温高压等影响因素,对其在不同危险工况下进行管柱力学行为模拟,形成了一套基于ANSYS软件下研究测试管柱变形的分析方法,并在某地区A井的应用取得了较好的效果。此方法可对三高气井勘探现场测试工作提供一定的技术指导。     

旋转导向工具的径向补偿组合动密封设计

针对导向钻井工具中导向工具下端在正常钻进和导向钻进2种工作状态下的动密封要求,通过分析工作环境和性能要求,设计一种导向钻井工具的组合密封装置。该组合密封由波纹管、机械密封和螺旋密封等组成,达到井下工具动密封的径向补偿、高温、高压、耐腐蚀等设计要求,提高井下密封的可靠性和使用寿命,为井下恶劣环境下的动密封设计提供一种新的设计方法。     

井下封堵球密封副密封性能理论分析

封堵球密封副是石油钻采施工中常用的井下工具密封形式,目前其设计缺乏理论指导。建立密封副接触应力(比压)和接触宽度的理论模型和有限元模型,分别采用理论计算方法和有限元模拟方法分析几何参数和材料特性对密封副密封性能的影响规律。结果表明:在一定的施工工况下,井下封堵球的密封性能主要受球座锥面半锥角以及材料特性的影响;采用小半锥角设计可以同时增大密封比压和接触宽度,而选用较高弹性模量的封堵球材料在提高密封比压的同时却减小了接触宽度,因此,当以提高密封副密封性能为目标进行优化设计时,应选用较小的半锥角,同时选择合适弹性模量的封堵球材料,以达到密封效果最优。采用理论模型和有限元分析对封堵球密封副密封性能的分析结果相近。     

大通径芯轴式悬挂器金属密封结构研究

针对常规悬挂器密封坐挂位置难以判断和密封结构的缺陷问题,对常规套管悬挂器密封结构进行力学计算,研究常规密封结构中接触面的密封宽度和接触压力的影响因素,并对其工作力学机制以及密封结构进行仿真模拟研究,找出现有密封结构存在的问题,并基于椭圆金属密封结构设计理念,结合现有结构的金属密封结构件,进行多种方案设计研究,开发一种锥...     

注水井生产封隔器液压坐封球座的研制

在油气田生产过程中,注水管柱的生产封隔器采用钢丝作业投捞堵塞器或常规球座辅助封隔器坐封,存在占用井口时间、作业步骤多且容易受井型井况限制等问题。为解决此类问题,设计一种注水井生产封隔器坐封球座,并详细介绍其工作原理。球座本体在井下受到拉伸、扭转、内压、外压等复杂井况,利用ANSYS Workbench模块模拟井下实际情况并对所设计结构进行强度分析,仿真结果表明液压式坐封球座结构在强度上满足使用要求。最后,通过试验验证,所设计的坐封球座可应用于注水井生产封隔器的坐封。     

高压水射流切割系统流化器密封套筒的裂纹特性分析

利用应变能密度与断裂准则对高压水射流切割系统流化器的密封套筒进行断裂力学推算,得出了理论上密封套筒的极限裂纹长度;利用有限元分析软件ANSYS建立实物模型,在LS-DYNA下对带有裂纹的密封套筒进行仿真分析验证;将带有裂纹的密封套筒装配到流化器上,进行了高压试验验证.计算结果表明,该密封套筒极限裂纹长度约为5 mm;仿真分析和高压试验证明了理论计算结果的正确性.     

PB型金属膨胀器与外油式金属膨胀器

本文分析了金属膨胀器的优缺点,介绍了实用型专利产品——外油式金属膨胀器,可供高压互感器设计制造及电力部门运行中的老产品密封改造工作的参考。     

复合管超高压测试密封堵头结构设计及性能分析*

在超高内压100 MPa下，利用Solidworks以及Workbench对所设计的复合管封堵头密封结构进行静力学分析以及气密性分析。通过理论建模仿真的方式，对所设计的复合管密封结构进行校核分析、材料选型以及结构优化；探讨基体为HDPE的复合管在超高压作用下，管端封堵头密封结构理论可行性，以及实现密封需满足的材料、结构等条件。结果表明，在超高内压100 MPa的情况下，内径100 mm厚度11 mm的HDPE基体复合管，运用改良后的封堵头结构以及选定的材料，理论上能够实现密封。且材料静力学安全系数可保证在3~5，密封性安全系数可保证在2~4。     

高压干气密封的参数化设计

基于Pro／E的三维特征建模原理建立了高压干气密封的三维模型样本,利用蝴二次开发工具Pro／TOOLKIT开发了高压干气密封的参数化设计系统。实现了利用设计参数驱动生成高压干气密封三维模型并输出其二维工程图的功能,从而提高了设计效率,为高压干气密封的优化设计及产品创新提供了基础。     

浅析高压机械密封的设计和应用

伴随着机械密封技术的不断发展,高压机械密封的设计与应用逐渐成为众多机械专家研究的重点。这一技术也是进行自动化以及文明生产必要的环节。文章主要就高压机械密封的设计以及应用进行探讨,通过介绍高压机械密封的概况,介绍了机械密封的种类、主要类型等,还分析了目前高压机械密封的现状,着重介绍了结构设计方面的内容。同时,对影响高压机械密封设计的因素进行分析。并提出相应的解决措施,还对高压机械密封的应用情况进行了分析。     

压缩式裸眼封隔器胶筒密封结构研究

水平井裸眼分段压裂完井技术的核心工具之一是压缩式裸眼封隔器,由于封隔器处于高温、高压、复杂深部地层环境,常出现坐封压力低、坐封提前失效,主要原因是封隔器的密封结构不合理,胶筒与井壁间的接触应力低。基于弹性力学理论,推导出封隔器胶筒坐封时受到的最大接触压力,并提出了一种新型压缩式裸眼封隔器四胶筒组合的密封结构,利用Abaqus对比分析了常规和新型组合胶筒在相同条件下的接触应力分布规律,并对新型组合胶筒的端面斜角进行了优选,研究了摩擦因数对新型组合各胶筒接触应力的影响。分析表明,新型四胶筒组合封隔器能更加有效的将坐封压力传递给密封胶筒,使胶筒的接触应力显著提高且分布均匀,保证了胶筒密封的可靠性。