【摘要】：在低滲透油田開發(fā)過程中,精細分層注水工藝能使各油層能夠合理安排配注量,從而提高各油層的水驅油效率,增加采收率。但在分層注水過程中由于各油層間的吸水能力差異,導致層間壓差較大、管柱上下蠕動變形嚴重從而造成封隔器密封性能較差甚至導致封隔器密封失效,影響精細分層注水的質量。在分層注水過程中使用的楔形封隔器因為受到楔入椎體結構尺寸和封隔器膠筒材料性能的限制,導致楔形封隔器封性能不能進一步提高,影響精細分層注水的質量。本文以楔形封隔器為研究對象,通過對楔形封隔器的工作原理和失效原因的分析,針對楔形封隔器與套管間的接觸應力較低,對楔形封隔器結構進行改進,設計了一種新型的楔形封隔器,并建立了楔形封隔器的三維模型來驗證楔形封隔器的機構合理性。同時利用有限元分析軟件建立了楔形封隔器密封結構模型,對比分析了有無保護膠筒的楔形封隔器密封性能,結果表明:改進后的楔形封隔器密封膠筒與套管壁間的最大接觸應力、平均接觸應力、接觸長度等力學參數均比改進前有所提高。通過建立的密封結構有限元模型,分析了椎體厚度和活塞套端面結構對楔形封隔器密封性能的影響,并研究了密封膠筒和保護膠筒結構在不同的參數下對楔形封隔器密封性能的影響規(guī)律,獲得了不同結構參數下楔形封隔器接觸應力的分布規(guī)律和接觸長度的變化情況。同時研究了壓縮距離對楔形封隔器密封性能的影響�；陧憫娣▽γ芊饽z筒與保護膠筒結構參數進行參數優(yōu)化,首先以密封膠筒與套管壁間的最大接觸應力為實驗結果,對密封膠筒和保護膠筒結構參數進行正交分析,通過對實驗結果進行極差分析,獲得對實驗結果影響顯著的結構參數。然后以最大接觸應力作為優(yōu)化目標,將選取的密封膠筒和保護膠筒結構參數作為設計變量,以密封膠筒和保護膠筒結構參數范圍作為約束條件,通過Box-Behnken的響應設計方法建立優(yōu)化目標與設計變量的響應面模型,并通過F檢驗、變異系數、復相關系數,殘差正態(tài)概率分布等評價指標對響應面模型進行驗證,評估了該模型的可行性。根據得到的回歸模型方程使用Design-Expert 8.0對在設定范圍內的密封膠筒與保護膠筒結構參數進行優(yōu)化分析,通過計算獲得的優(yōu)化后的密封膠筒和保護膠筒的結構參數,并建立優(yōu)化后參數的密封結構模型,將優(yōu)化前后密封膠筒與套管壁間力學參數進行對比分析。本文通過對楔形封隔器密封結構進行改進,并研究了不同密封結構參數對楔形封隔器密封性能的影響,同時對密封膠筒與保護膠筒結構參數進行優(yōu)化,為完善楔形封隔器結構設計,提高楔形封隔器的密封性能具有借鑒意義。
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圖I-1楔入式封隔器結

圖１－３楔入式封隔器結構示意圖逡逑２００８年華油井下作業(yè)二大隊周全喜，楊長虎等［８］針對井口試壓使用的壓縮膠筒式封逡逑
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TE93

【參考文獻】

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1 馮燕;伍開松;;分級解封長膠筒封隔器的結構及性能分析[J];石油礦場機械;2015年05期

2 王國榮;胡剛;何霞;董勝偉;陳寶康;;往復密封軸用Y形密封圈密封性能分析[J];機械設計與研究;2014年06期

3 王立勛;;楔入式鋼骨架膠筒封隔器研制與應用[J];石油礦場機械;2014年11期

4 蘇俊;蘇鵬;袁豐春;;淺談分層注水封隔器應用與分析[J];新疆石油科技;2014年02期

5 申曉莉;陳立海;王子建;曹榮榮;;多級分注井逐級解封封隔器研制[J];石油礦場機械;2014年04期

6 咸國旗;趙天浩;劉晉偉;馬艷潔;崔玉海;;防蠕動多功能封隔器的研制與應用[J];特種油氣藏;2014年01期

7 張建博;;雙組密封高壓注水封隔器的研制和應用[J];內蒙古石油化工;2013年12期

8 陶祥民;;分注井封隔器失效原因分析及防治對策[J];中國石油和化工標準與質量;2013年12期

9 王海全;肖國華;耿海濤;郭志芳;黃曉蒙;;可重復坐封式大斜度井注水封隔器的研制和應用[J];特種油氣藏;2013年03期

10 李斌;朱兆亮;劉佳良;;水平井壓縮式封隔器密封結構優(yōu)化研究[J];潤滑與密封;2013年06期

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1 盧美亮;單金屬密封變形分析與結構優(yōu)化[D];西南石油大學;2017年

2 謝帥;頂驅下套管工具卡瓦及密封膠筒研究[D];西南石油大學;2016年

3 陳穎;水平井分層壓裂可鉆橋塞技術研究[D];西南石油大學;2016年

4 周權;單金屬密封結構優(yōu)化及熱結構耦合研究[D];西南石油大學;2016年

5 黨黎明;深井壓裂封隔器力學分析及優(yōu)化設計[D];東北石油大學;2014年

6 張向寧;完井封隔器密封系統(tǒng)及滑套可行性研究[D];西南石油大學;2014年

7 李強;水平井裸眼分段壓裂管柱密封性能研究[D];西南石油大學;2014年

8 李楠;壓縮式封隔器膠筒的密封性能研究[D];東北石油大學;2012年

9 劉永輝;封隔器膠筒性能有限元分析及結構改進[D];西南石油大學;2006年

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本文編號：2684129