封隔器是一種用于油氣開采時(shí)封隔套管與井眼之間環(huán)形空間,并隔絕產(chǎn)層,以控制產(chǎn)(注)液,保護(hù)套管的井下工具。隨著鉆采工藝不斷向高溫、高壓和更深地層方面發(fā)展,石油開采作業(yè)的工況越來(lái)越復(fù)雜,對(duì)試采過程中所使用的關(guān)鍵工具——封隔器提出了更高的要求,永久型封隔器在工作時(shí)不用考慮解封,因此在結(jié)構(gòu)上能夠承受更大的坐封力和工作載荷,更適合復(fù)雜工況下的深井作業(yè)。目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)封隔器的研究工作主要集中在可取式封隔器的系統(tǒng)受力分析、結(jié)構(gòu)改進(jìn)等方面,但是對(duì)永久型封隔器的各方面研究還較少。本文針對(duì)永久型封隔器的密封機(jī)構(gòu)進(jìn)行了較為深入的理論和仿真分析。其主要內(nèi)容包括:(1)將封隔器坐封過程分成自由變形、單向約束變形、雙向約束變形三個(gè)階段,并利用彈性力學(xué)建立了每個(gè)階段的力學(xué)方程,運(yùn)用MATLAB對(duì)每個(gè)階段的接觸壓力進(jìn)行求解。(2)對(duì)永久型封隔器中使用到的橡膠及金屬材料進(jìn)行了單軸拉伸實(shí)驗(yàn),使用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合各本構(gòu)模型,最終選取二階完全積分模型,三階Ogden模型分別作為SP-70,SP-90的本構(gòu)方程,并分別計(jì)算本構(gòu)模型中的參數(shù)。(3)分別建立了可取式封隔器與永久型封隔器的軸對(duì)稱模型,運(yùn)用ABAQUS對(duì)其坐封過程進(jìn)行仿真分析。分析永久型封隔器的有限元計(jì)算結(jié)果,驗(yàn)證了分階段描述坐封過程的數(shù)學(xué)模型的正確性。(4)通過有限元分析了套管內(nèi)徑、膠筒高度、摩擦因數(shù)、防突裝置等因素對(duì)永久型封隔器坐封過程中接觸壓力、接觸面積、軸向壓縮距離的影響規(guī)律,對(duì)永久型封隔器的設(shè)計(jì)提供重要參考。本文對(duì)永久型封隔器的密封性能及影響因素作了較為系統(tǒng)、全面的研究,其成果可對(duì)永久型封隔器的設(shè)計(jì)、優(yōu)化和提高封隔器整體密封性能提供理論指導(dǎo),具有實(shí)際工程意義。
【學(xué)位單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TE931.2
【部分圖文】：

圖 1. 1 壓縮式封隔器膠筒Fig 1. 1 Packing element of compression packer構(gòu)功能是固定封隔器，防止封隔器在在井壁或者管柱上發(fā)。圖 1. 2 為一種常見水力錨，這種機(jī)構(gòu)主要由錨爪和卡在圓柱面上，起錨定作用的面通常被設(shè)計(jì)成齒形�？ㄓ每煞譃閱蜗蚩ㄍ吆碗p向卡瓦。

圖 1. 1 壓縮式封隔器膠筒Fig 1. 1 Packing element of compression packer定機(jī)構(gòu)構(gòu)的功能是固定封隔器，防止封隔器在在井壁或者管柱上發(fā)生位工作。圖 1. 2 為一種常見水力錨，這種機(jī)構(gòu)主要由錨爪和卡瓦來(lái)分布在圓柱面上，起錨定作用的面通常被設(shè)計(jì)成齒形。卡瓦根的作用可分為單向卡瓦和雙向卡瓦。

1 緒 論是使封隔器保持密封狀態(tài)的機(jī)構(gòu)。通常由外中心管、銷釘、對(duì)于可取式封隔器，考慮到解封過程的可實(shí)施性，在設(shè)計(jì)鎖過程的便捷性。機(jī)構(gòu)是通過扶正密封元件來(lái)確保密封元件正常工作的機(jī)構(gòu)。扶正、彈簧座、和彈簧構(gòu)成，工作時(shí)通過外端扶正塊來(lái)保證其 1. 3 所示為一種常用扶正器。在轉(zhuǎn)動(dòng)管柱或提放管柱坐封封器壁產(chǎn)生摩擦力，以確保坐封機(jī)構(gòu)進(jìn)入工作狀態(tài)。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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6 劉永輝;封隔器膠筒性能有限元分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)[D];西南石油大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2868140