井下工具密封设计分析

简述了密封原理和密封失效与密封间隙的关系。通过对井下工具国内外常用O形圈设计标准的设计方法和密封能力进行举例分析，提出了相应的特点和密封性能，并提出了设计建议，对井下工具O形圈密封设计具有参考意义。     

动态密封在井下工具设计中的研究与应用

动态密封设计技术在机械设计中是最常见的密封设计技术，本文通过矿场井下工具设计研究，测量模拟回归了国内外有关井下工具动态密封设计参数，总结了矿场井下工具的动态密封设计的必要技术条件，并对国内外井下工具动态密封设计进行了对比分析，根据井下工具的特点，提出了守井 措施型井下工具动态密封设计的方法和必要技术条件，为石油矿场并下工具设计提供了一种实用的新方法。     

水下套管挂和密封总成下放工具设计

套管挂和密封总成下放工具是重要的水下井口头系统作业工具,在对比分析国外技术的基础上,以安全、高效、低作业成本为目标,运用模块化设计方法划分下放工具的功能结构单元,完成工具的详细设计。对工具中心轴连接螺纹强度进行研究,并分析了齿根圆角半径对接触应力的影响。结果表明:最大等效应力836.599MPa出现在第1齿螺纹齿根的下侧,随着螺纹齿根部圆角半径增大,螺纹齿接触应力逐渐减小。     

超高压封层工具密封机构的试验研究

针对普通胶筒密封遵循接触式密封理论所存在的问题,提出了封隔器胶筒"完全防突"的设计理论。对普通密封机构和"完全防突"密封机构的密封能力做了对比试验和分析,结果表明"完全防突"密封机构在140 MPa的超高压差下仍能保持密封。提出超高压密封机构设计方案和试验模型,并进行了室内试验,试验中密封压差达到106 MPa,表明该密封机构能承受超高压密封。超高压密封机构采取两端支承设计,有效地提高了胶筒的密封性能,为井下超高压封层工具设计提供了可靠依据。     

柱塞密封填料填充工具

孤岛油田应用3DT往复式柱塞泵作为注聚泵。该泵的柱塞在长时间的往复运动过程中,会对柱塞密封填料造成磨损,产生漏失,这就需要更换新的柱塞密封填料。因此,更换新的柱塞密封填料是注入设备管理过程中经常出现的情况。 原来更换3DT往复式柱塞泵柱塞密封填料操作过程如下:①停泵关闭进出口阀门,并放空卸压;②盘车使十字     

贝克石油工具公司的Z-密封技术和智能干涉系统

贝克辅助Zertech技术有限公司开发的Z-密封技术是一项完整性高、采用可膨胀金属材料、型面高度不大的膨胀密封技术，整个密封件是一个非弹性体。膨胀的时候金属密封元件膨胀接触管壁，以达到密封的要求。该密封件是可回收的，并且没有记忆，其控制机构允许其膨胀到原来的160％。通过消除传统元件／弹性体失效模式，完全除去密封设计中的弹性体以改善封隔器、桥塞和井下设备的性能，如爆炸降压、气化、温度退化等。该密封件可应用于桥塞、尾管悬挂器、封隔器、海底立管等。     

我国油管内密封工具的现状分析

玻璃接头、油管定压接头、油管单向定压接头和油管堵塞器是目前各油气田使用较普遍的油管内密封工具。从结构特点、工作原理、优缺点及应用范围等方面对这几种工具进行了介绍、分析和比较，对现场的合理选用有一定指导作用。     

浅谈有限元方法在井下工具设计中的应用

油田开发对所用的井下工具提出了更高的要求，因此可从基础理论方面来提高井下工具设计质量和可靠性，并结合国际通用有限元软件ansys对井下工具进行了分析，模拟了密封加固用密封锚和锥体的接触分析，并提出了结构的修改方案，取得了满意效果。此种方法为井下工具的设计提供了一种新途径。     

勘探开发数据迁移工具的开发研究

运用数据库原理和先进的信息技术,完成了数据迁移工具的设计与开发.该数据迁移工具具备了数据映射管理、数据迁移、迁移任务管理等功能,实现了数据快速、自动、规范的批量加载,是一套具有较高实用价值的数据加载工具,其成果已直接应用于油气田的数据建设工作.     

弹簧比压对平衡型机械密封基本性能的影响

弹簧比压是形成机械密封端面密封比压的重要组成部分。分析了弹簧比压对平衡型机械密封摩擦特性和密封性能的影响,利用自行研制的动态下弹簧比压可控机械密封试验装置对平衡型机械密封进行了试验。研究表明,弹簧比压不仅使机械密封端面贴合,而且会使得粗糙端面的接触点产生变形,形成较小的密封间隙。对于平衡系数与膜压系数相近的机械密封,弹簧比压对泄漏量的影响明显增大。尽管弹簧比压的变化有时不足以改变机械密封的端面摩擦状态,但随着弹簧比压的增大,摩擦副之间的润滑介质相对减少。兼顾摩擦特性和密封性能两方面的要求并正确选择弹簧比压,是使机械密封处于最佳工作状态的要点。     

不停车带压密封使用的两种新型注射枪

1982年,我厂从国外引进了不停车带压密封技术,由于是非正式技术转让,因此有关专用工具、卡具等技术问题仍需要作大量试验工作后才能解决。我们经过两年多的试验研究,许多技术问题获得解决,并得到了国家的认可和奖励,被指定在石油化工等系统推广应用。     

机械密封密封副的设计计算方法

机械密封设计计算时以p_b或pV值经验数据为基础的方法仅适用于混合摩擦状态的接触式机械密封。本文介绍的p—V—T—h系统设计计算法,不仅适用于不同摩擦状态、相态和运转状态的接触式和非接触式机械密封的设计,而且还可采用数值计算的方法来对机械密封进行计算机计算。它是一种可供实际使用的方法。     

隔离密封检测工艺及配套密封工具研究及应用

针对密封筒受到磨损、腐蚀导致自密封封隔器的胶筒密封易失效而无法分层开采的问题,开发出一套隔离密封性能检测管柱工艺。通过内置在检测管柱中的压力计和流量计,对密封筒的受损情况进行有效检测。依据现有标准《油气田压缩式封隔器胶筒》,设计不同规格新型密封工具的胶筒,来满足不同类型密封筒的要求。首先,对胶筒的尺寸参数、硬度进行了优选;然后,对检测工具的胶筒进行座封试验、耐压试验及密封性能试验,确定出不同规格的密封筒对应的密封工具的压缩距及坐封力。利用检测工艺对分层失效的井进行现场检测,利用密封胶筒对受损密封筒进行有效密封补偿。开发的检测工艺技术能够在有缺陷密封筒的油水井中对井下密封筒进行定量化检测,保证有效分层开采。     

旋转导向钻井工具液压分配系统的设计

工作液控制分配单元的设计是旋转导向钻井工具导向功能的实现关键和难点之一,该单元的工作特性主要取决于上盘阀高压孔圆心角、上下盘阀摩擦副的结构尺寸和摩擦副的密封性。上盘阀高压孔圆心角的大小,决定工具推靠力的作用形式,直接影响工具的导向能力、使用寿命和密封性,理论分析表明,当3个“巴掌”作用合力的覆盖面角αo=60°时,该圆心角的最优值为θ=180°。由于工具中的扭矩发生器所能提供的驱动力矩有一定限制,为了实现对控制轴的稳定控制,应该尽量减小控制轴上阻力矩之一的上下盘阀摩擦副之间的摩擦阻力矩,该摩擦阻力矩主要受上下盘阀摩擦副结构的影响,给出了上下盘阀的结构及主要尺寸,并定量分析了该摩擦阻力矩。     

方钻杆旋塞阀密封设计

密封性能是方钻杆旋塞阀主要指标之一。密封结构由主阀体孔与上下阀座衬套间的密封、球体与阀座之间的密封、旋钮与阀体旋钮之间的密封三部分组成。高压下,上、下阀座之间的密封仍然是金属对金属之间的密封起作用,但PTFE环的低摩擦系数和减摩作用对减少摩擦力矩有很大作用,容易实现初始接触密封,能加速关闭旋塞阀。文章提出旋塞阀球体与阀座之间的密封,并全面阐述它们的密封机理、密封结构以及材料的选择与强化。     

泵用机械密封端面摩擦的研究

以泵用机械密封的摩擦副材料石墨-硬质合金来测定摩擦系数;引用了轴承特性系数来划分摩擦状态,试验表明,当该特性系数大于某一定值时,为流体动力润滑;小于某一定值时为边界摩擦状态,此时摩擦系数不随端面比压变化,稳定在0.04～0.07的范围内,这时摩擦系数小、发热量小,同时泄漏量也最小.     

穿越式插入密封工具的研制

以120型工具为例,通过一体式穿越结构创新设计,然后进行有限元数值模拟优化,最后进行功能试验和下井测试,达到了35MPa承压和穿越电缆管线的设计要求,满足细分层系注采的作业需要,对海上智慧油田建设意义重大。     

井下封堵球密封副密封优化设计

封堵球密封副是常用的井下工具密封形式,目前设计主要依靠个人经验,缺乏理论指导,密封性能难以保证.提出了基于密封副接触应力(比压)和接触宽度的设计方法,模拟分析了密封副几何结构参数和密封副材料特性对密封性能的影响规律,为封堵球密封结构的设计与应用提供理论指导.结果表明:采用小半锥角设计可以同时增大密封比压和接触宽度,从而提高密封性能;选用较高弹性模量的封堵球材料可以提高密封比压,并减小接触宽度.     

井下工具心轴偏移对机械密封端面变形的影响

基于有限元方法研究了导向钻进时导向工具的心轴产生弯曲变形对机械密封性能的影响,分析了导向钻进时心轴的最大变形状态,计算了在心轴偏转和内压作用下机械密封环端面机械变形程度,研究了密封环变形与压力之间的变化规律。计算结果表明,心轴弯曲对端面变形的影响较小,内压是端面变形的主要原因,不同压力下机械密封端面变形行为基本符合线性变化规律,确定了满足井下工具密封要求所需的介质压力。     

机械密封密封副的设计计算方法（续）

(2)传热学计算 ①确定模型 机械密封密封副的传热计算,可利用有限差分法或有限单元法来进行计算。图3所示为密封副的两维轴对称传热模型。环截面温度分布T(r)可用有限差分法超松弛解来求得。在边界处有强制对流散除热量,在环外表面有较高的对流传热(给热系数α_2),故模型中有两种对流给热系数α_1和α_2。在密封面间假设自动供给热量为