锦纶帘线封隔器胶筒工作性能及其影响因素 被引量：8

1

作者 王旱祥 张砚雯 +3 位作者 车家琪 刘延鑫 兰文剑 杜明超 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期97-103,共7页

锦纶帘线封隔器胶筒适用于井眼小、井壁不规则、地层压力大的裸眼井况,但是也存在着承压性能低、密封性能差等不足。为了提高锦纶帘线胶筒的工作性能,通过拉伸试验和Gough-Tangorra理论获得橡胶和帘线的材料参数,建立锦纶帘线胶筒三维... 锦纶帘线封隔器胶筒适用于井眼小、井壁不规则、地层压力大的裸眼井况,但是也存在着承压性能低、密封性能差等不足。为了提高锦纶帘线胶筒的工作性能,通过拉伸试验和Gough-Tangorra理论获得橡胶和帘线的材料参数,建立锦纶帘线胶筒三维数值仿真模型,并结合室内试验验证仿真模型的准确性;进而研究不同坐封压力下锦纶帘线胶筒应力和接触应力变化规律,系统地分析了帘线角度、帘线层数和帘线间距对胶筒承压性能和密封性能的影响。研究结果表明:①试验测得锦纶帘线胶筒最大坐封压力为70 MPa,最大工作压力为50 MPa,残余变形为3.2%;②基于REFINE 265单元建立锦纶帘线胶筒三维数值仿真模型,仿真结果与试验结果误差小于15%,可以满足工程分析的需求;③随着帘线角度从14°增加至20°,帘线应力线性增大,橡胶应力和接触应力小幅度降低;④随着帘线层数从2层增加至8层,橡胶应力和接触应力显著下降,帘线应力加速下降,最高下降幅度达到64%;⑤随着帘线间距从1.4 mm增加至2 mm,橡胶应力和帘线应力同步增大,接触应力降低。结论认为,该研究成果为提高锦纶帘线胶筒的工作性能提供了理论依据。 展开更多

关键词 锦纶帘线 胶筒 数值仿真 室内试验 帘线排布参数 工作性能 橡胶应力 接触应力

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新型可降解压裂封隔器胶筒 被引量：7

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作者 张毅 李景卫 +3 位作者 杨小涛 张伟 刘晓林 王荫刚 《油气井测试》 2019年第2期51-55,共5页

普通橡胶制作的封隔器胶筒压裂施工结束后,易造成解封困难。从常用的各类基底胶料中优选出遇水可自行降解的橡胶材料,其组成为:聚氨酯橡胶、第一吸水材料、第二吸水材料、镁合金材料、降解剂、有机包裹材料。室内降解性能和承压性能实... 普通橡胶制作的封隔器胶筒压裂施工结束后,易造成解封困难。从常用的各类基底胶料中优选出遇水可自行降解的橡胶材料,其组成为:聚氨酯橡胶、第一吸水材料、第二吸水材料、镁合金材料、降解剂、有机包裹材料。室内降解性能和承压性能实验表明,可降解橡胶材料制作的样件在氯根为19 503 mg/L的地层水溶液中,温度90℃保温72 h后降解为粉末;可降解封隔器胶筒在3%KCl滑溜水中浸泡12 h后加压至70 MPa,保压4 h压力不降。在留107-92X井压裂施工中,将可降解封隔器胶筒安装在Y441封隔器上,承压45 MPa,放喷10 d后封隔器解封顺利,压裂管柱起出后发现胶筒已完全溶解,表明可降解封隔器胶筒可以满足井温120℃以下的压裂施工要求。 展开更多

关键词 压裂 可降解橡胶 封隔器 胶筒 聚氨酯橡胶 溶解时间

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扩张式封隔器接触力学行为及坐封效果评价 被引量：8

3

作者 彭冲 欧阳传湘 +1 位作者 谭钲扬 陈洲亮 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第3期90-96,104,共8页

以K344-114型扩张式封隔器为研究对象,基于橡胶材料的Mooney-Rivlin本构模型,运用有限元分析方法按照封隔器坐封过程和坐封后两种工况,对封隔器的非线性接触力学行为进行了模拟研究,分析了坐封过程中施加载荷与轴向压缩距的关系以及坐... 以K344-114型扩张式封隔器为研究对象,基于橡胶材料的Mooney-Rivlin本构模型,运用有限元分析方法按照封隔器坐封过程和坐封后两种工况,对封隔器的非线性接触力学行为进行了模拟研究,分析了坐封过程中施加载荷与轴向压缩距的关系以及坐封后的强度、接触应力和摩擦力校核。分析结果表明:在封隔器坐封过程中,中胶筒首先与套管发生接触,当压差达到一定值时胶筒扩张到与套管接触,封隔器完成坐封;坐封后胶筒的应力集中于胶筒的肩部;胶筒与套管之间的摩擦力、接触应力均能满足分层注水工艺设计要求,能够有效封隔15 MPa的层间压差。 展开更多

关键词 扩张式封隔器 坐封 胶筒 接触应力 有限元

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扩张式封隔器胶筒密封性能影响因素分析 被引量：5

4

作者 刘鸣 蒋文杰 +3 位作者 郑庭 赵琳 陈涛 张杰 《四川轻化工大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第1期67-73,共7页

扩张式封隔器是一种常用封隔器,广泛用于油气开采过程中。为探究扩张式封隔器性能影响因素,建立封隔器有限元数值计算模型,讨论了胶筒长度、厚度、肩部倾角、胶筒座倒角和胶筒与套管间间距对胶筒密封性能和力学性能的影响。分析结果表明... 扩张式封隔器是一种常用封隔器,广泛用于油气开采过程中。为探究扩张式封隔器性能影响因素,建立封隔器有限元数值计算模型,讨论了胶筒长度、厚度、肩部倾角、胶筒座倒角和胶筒与套管间间距对胶筒密封性能和力学性能的影响。分析结果表明:胶筒座倒角为1 mm、胶筒肩部倾角为40°时胶筒应力集中程度最小;胶筒厚度改变对接触压力没有明显影响;胶筒长度变化对胶筒密封性能影响较小,但长度过短会影响胶筒使用性能;在不影响封隔器下入的前提下,可适当减小胶筒与套管间距离,以改善胶筒力学性能。 展开更多

关键词 扩张式封隔器 胶筒 密封性能 有限元分析

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超深大斜度高破压井国产封隔器优化与改进

5

作者 杨晓莉 刘啸峰 蒋韦 《油气井测试》 2024年第2期21-26,共6页

川西雷口坡组超深大斜度小井眼井储层破裂压力高达170~180 MPa,受高交变载荷、井眼轨迹等因素影响,储层改造施工过程中易出现封隔器密封失效、卡瓦落井等问题。分析失效原因,明确了胶筒密封不足、缸体强度不足、卡瓦结构缺陷是导致封隔... 川西雷口坡组超深大斜度小井眼井储层破裂压力高达170~180 MPa,受高交变载荷、井眼轨迹等因素影响,储层改造施工过程中易出现封隔器密封失效、卡瓦落井等问题。分析失效原因,明确了胶筒密封不足、缸体强度不足、卡瓦结构缺陷是导致封隔器失效的主要因素。优化胶筒结构为MESH结构提高密封可靠性,改进缸体设计使得缸体绝对承压由75 MPa增加到125 MPa,满足泵压120 MPa下改造要求,同时调整卡瓦与锥体距离,避免解封上提时在喇叭口位置发生挂卡。改进后的127 mm高温高压测试封隔器在川西超深大斜度井累计试验3井次,成功率100%。该封隔器及配套工具能满足超深大斜度井高破压含硫地层70 MPa或更高压差下改造及试气需求。 展开更多

关键词 高破压 超深大斜度井 储层改造 国产封隔器 胶筒 缸体 卡瓦

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小直径井下分层治理工具关键技术 被引量：3

6

作者 宋守权 陈国强 +1 位作者 李军 方晓军 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2006年第B10期75-76,共2页

对用于套变套损井、厚壁套管井等的小直径分层治理工具密封胶筒密封效果差、甚至不密封的现象进行了分析,对Y221-100封隔器、Y445-100桥塞密封胶筒两端加装保护台肩,对K341-95封隔器采用钢带硫化处理提高了钢带和橡胶的胶结强度,对K344... 对用于套变套损井、厚壁套管井等的小直径分层治理工具密封胶筒密封效果差、甚至不密封的现象进行了分析,对Y221-100封隔器、Y445-100桥塞密封胶筒两端加装保护台肩,对K341-95封隔器采用钢带硫化处理提高了钢带和橡胶的胶结强度,对K344-95胶筒采用一端固定另一端浮动密封,减少胶筒扩张后的应力等方法避免胶筒破裂,增强密封性能。现场应用达到了技术指标要求。 展开更多

关键词 小直径 分层治理 封隔器 胶筒 改进

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梯形隔环和槽形胶筒组合式封隔器密封结构的优化设计 被引量：4

7

作者 李斌 卢大伟 +1 位作者 张作鹏 刘俊 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期94-98,共5页

为了提高封隔器的密封性能,设计一种沿径向对称的梯形隔环和槽形胶筒组构成的新型密封结构,运用有限元分析方法模拟封隔器的工作状况,分析梯形隔环结构特性参数对封隔器密封性能影响,获得不同梯形隔环结构参数下封隔器胶筒组与套管壁间... 为了提高封隔器的密封性能,设计一种沿径向对称的梯形隔环和槽形胶筒组构成的新型密封结构,运用有限元分析方法模拟封隔器的工作状况,分析梯形隔环结构特性参数对封隔器密封性能影响,获得不同梯形隔环结构参数下封隔器胶筒组与套管壁间接触应力分布规律,并对新型密封结构进行优化。结果表明:新型密封结构选择梯形隔环中心线距离隔环端面距离10 mm、梯形隔环下底高9 mm、梯形隔环上底高8 mm,梯形隔环高度9 mm的特性参数时,其最大接触应力比常规密封结构提高了约84%。新型密封结构的胶筒组与套管壁的接触应力比常规封隔器有显著提高,提高封隔器的密封性能。 展开更多

关键词 封隔器 密封结构 梯形隔环 槽形胶筒组 密封性能

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气井压裂完井一体化用封隔器胶筒关键技术研究 被引量：2

8

作者 蔡萌 王鹏 +3 位作者 马文海 李俊亮 刘照义 黄伟明 《长江大学学报（自然科学版）》 2023年第2期60-68,83,共10页

为满足大庆深层气井压裂完井一体化工艺技术要求,压裂完井一体化用封隔器胶筒需满足耐温150℃、承压70 MPa,长期密封油套环空要求。优选“全氟醚+纳米材料”橡胶材质,应用Yeoh模型表征封隔器胶筒大应变本构特征,采用室内实验建立胶筒试... 为满足大庆深层气井压裂完井一体化工艺技术要求,压裂完井一体化用封隔器胶筒需满足耐温150℃、承压70 MPa,长期密封油套环空要求。优选“全氟醚+纳米材料”橡胶材质,应用Yeoh模型表征封隔器胶筒大应变本构特征,采用室内实验建立胶筒试件拉伸应力应变曲线,并求解封隔器胶筒材料参数。通过建立封隔器胶筒、隔环、保护伞、套管有限元计算模型,分析封隔器坐封工况下各胶筒受力变形,优化胶筒边部保护结构,即最优倒角30°。根据坐封计算结果,获得了胶筒坐封载荷与接触总应力关系曲线、坐封载荷与压缩距关系曲线,为封隔器胶筒结构设计提供依据。现场应用表明,封隔器胶筒能达到耐温154℃、承高压79 MPa、有效密封油套环空4年以上的技术指标。封隔器胶筒成功应用,提高了压裂完井一体化工艺可靠性,节约了作业成本。 展开更多

关键词 压裂完井封隔器 胶筒 结构优化 模拟分析 大庆深层气

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插入式高温高压注气封隔器的设计与研制 被引量：1

9

作者 黄晓蒙 肖国华 +3 位作者 王磊 王远征 田晶蒙 王瑶 《新疆石油天然气》 CAS 2023年第3期21-25,共5页

为解决高压注气过程中注气封隔器密封不严导致的油套环空带压问题,通过优化封隔器结构、优选密封机构与材料,研制了一种新型的插入式高温高压注气封隔器。该封隔器设计整体式密封插管,减少连接部位,降低漏失风险;设计密封圈与插管本体... 为解决高压注气过程中注气封隔器密封不严导致的油套环空带压问题,通过优化封隔器结构、优选密封机构与材料,研制了一种新型的插入式高温高压注气封隔器。该封隔器设计整体式密封插管,减少连接部位,降低漏失风险;设计密封圈与插管本体一体硫化,避免管柱蠕动对密封圈的损伤,提高插管密封效果和寿命;选用气密封胶筒,设计分瓣张开式刚性支撑保护,避免胶筒受损,提高注气密封性能。该封隔器的优化设计延长了封隔器使用寿命,降低了油套环空带压风险,解决了高压注气安全隐患,为冀东油田气驱发展提供技术支撑。 展开更多

关键词 插入式 高压注气 封隔器 胶筒 密封性能 环空带压

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超高温地层测试密封系统的研制 被引量：1

10

作者 范俊强 周亮 +3 位作者 周元杰 侯卫宁 李一民 吴海欧 《油气井测试》 2021年第6期16-21,共6页

为保证超高温井地层测试时密封圈及胶筒的密封效果,对全氟密封件进行研究,对胶筒结构进行改进,研制出全氟醚橡胶密封圈、端部防突全氟橡胶胶筒。将钻杆扣的端面密封改为盖斯扣的全氟醚橡胶件密封,加强了测试管柱中各工具之间连接部位的... 为保证超高温井地层测试时密封圈及胶筒的密封效果,对全氟密封件进行研究,对胶筒结构进行改进,研制出全氟醚橡胶密封圈、端部防突全氟橡胶胶筒。将钻杆扣的端面密封改为盖斯扣的全氟醚橡胶件密封,加强了测试管柱中各工具之间连接部位的密封性能;改变球阀系统中上球座的密封位置,增强工具内部密封组件性能,使测试管柱密封系统更适应超高温地层。经华北油田杨税务潜山6井次负压测试阀联作工艺及2井次油管传输射孔工艺应用,均顺利施工取得完整地层资料,应用效果良好。改进后的测试管柱拓展了地层测试技术的应用范围,为超高温油气井的勘探开发提供了技术支撑。 展开更多

关键词 超高温井 地层测试 密封系统 封隔器胶筒 全氟醚橡胶密封圈 盖斯扣密封 球阀

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稠油热采防砂封隔器的研制及应用

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作者 张伦 倪涛 +2 位作者 徐凤祥 张文博 李江 《天津科技》 2023年第S01期44-47,共4页

渤海油田稠油油藏占比达50%以上,然而由于稠油本身黏度大、开采难度大,通常做法是往井筒中注入高温高压蒸汽来降低稠油黏度,这就要求蒸汽到达油藏后热损失小,而且稠油油藏埋藏浅,储层胶结疏松易出砂、高温吞吐加剧出砂,常规封隔器不能... 渤海油田稠油油藏占比达50%以上,然而由于稠油本身黏度大、开采难度大,通常做法是往井筒中注入高温高压蒸汽来降低稠油黏度,这就要求蒸汽到达油藏后热损失小,而且稠油油藏埋藏浅,储层胶结疏松易出砂、高温吞吐加剧出砂,常规封隔器不能满足稠油热采所需的长效密封要求。为了解决业内这一世界级难题,结合稠油开发开采现状,通过结构设计、有限元理论分析及室内测试,研制成功了耐冷热交变八轮次的稠油热采防砂封隔器,测试结果表明,其能够满足油田稠油开发开采对热采长效防砂工具的苛刻性能需求。目前,研究成果已经在现场成功应用,对于稠油油田的规模化开采及渤海油田上产4000万t意义重大。 展开更多

关键词 稠油热采 防砂封隔器 胶筒组合 冷热交变

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三胶筒封隔器胶筒硬度优选

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作者 党万恒 刘晓峰 《石化技术》 CAS 2022年第1期109-110,共2页

基于三胶筒封隔器的密封原理、技术特点,并通过理论计算和建模分析可知,三胶筒斜面变形严重,对径向压力影响较大,在三胶筒设计时应首先考虑中间胶筒的硬度最大化,边胶筒硬度小,当胶筒硬度设计组合为80HSA/90HSA/80HSA的胶筒组合最大径... 基于三胶筒封隔器的密封原理、技术特点,并通过理论计算和建模分析可知,三胶筒斜面变形严重,对径向压力影响较大,在三胶筒设计时应首先考虑中间胶筒的硬度最大化,边胶筒硬度小,当胶筒硬度设计组合为80HSA/90HSA/80HSA的胶筒组合最大径向压缩比为44.82%,此种胶筒组合方式最佳,三胶筒设计具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 封隔器 三胶筒 接触应力 密封 有限元分析

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耐高温高压封隔器的研发 被引量：8

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作者 高攀 《江汉石油职工大学学报》 2019年第6期54-57,共4页

针对塔里木油田高温高压复杂地层研发了适应该地区的双向卡瓦液压坐封可回收封隔器。该封隔器的桶状卡瓦锚定结构,使卡瓦应力分布均匀,锚定力强;将卡瓦设计在胶筒下面,防止卡瓦因落异物而解封困难;通过投球打压进行封隔器解封,防止封隔... 针对塔里木油田高温高压复杂地层研发了适应该地区的双向卡瓦液压坐封可回收封隔器。该封隔器的桶状卡瓦锚定结构,使卡瓦应力分布均匀,锚定力强;将卡瓦设计在胶筒下面,防止卡瓦因落异物而解封困难;通过投球打压进行封隔器解封,防止封隔器因管柱温度效应、膨胀效应而提前解封。试验证明,该封隔器最高耐压达105MPa,耐温达204℃,可在高比重钻井液中使用,且坐封解封性能稳定,满足塔里木盆地石油天然气井的完工需求,可在该地区推广应用。 展开更多

关键词 塔里木盆地 高温高压封隔器 楔入式胶筒 桶状卡瓦

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