双向压缩式新型封隔器密封性能研究

针对常规封隔器存在的接触应力分布不均匀、胶筒密封不实等问题,提出一种双向压缩式封隔器。该封隔器采用组合结构胶筒的形式,并采用在胶筒两侧同时对向均匀压缩的新型加载方式。采用ANSYS软件建立双向压缩封隔器胶筒有限元模型,研究分析该新型封隔器的密封性能,并与常规封隔器进行比较。结果表明:双向压缩式封隔器胶筒平均接触应力明显高于常规胶筒(高20%左右),接触区域更大,接触区域上的接触应力分布更均匀,胶筒的变形稳定,密封性能更好。     

压缩式封隔器异型胶筒密封性能分析

为了提高油田分层开采特别是非常规油气完井技术中使用的封隔器常规胶筒的密封性能,使其应力分布更均匀,通过在胶筒与中心管接触一侧的中间开设小圆槽,设计出几种具有不同半径小圆槽的异型胶筒。采用非线性有限元方法,利用 ANSYS 分析软件建立封隔器胶筒有限元模型,对比分析常规胶筒和异型胶筒的密封性能,并研究圆槽半径对封隔器密封性能的影响。结果表明：异型胶筒最大接触应力明显高于常规胶筒,且接触应力分布均匀,因此其密封性能高于常规胶筒;在一定范围内,圆槽半径对接触应力影响不大,但圆槽半径过大会降低封隔器的密封性,应根据现场实际情况来确定圆槽半径。     

响应曲面法优化封隔器胶筒密封性能参数的研究

利用有限元分析软件建立某压缩式封隔器胶筒的二维模型,分析53.85 MPa轴向载荷作用下,胶筒的端面倾斜角、胶筒子厚度、筒高和摩擦因数对胶筒与套管之间最大接触应力的影响。结果表明:最大接触应力随端面角的增加呈W形分布,随子厚度的增加先增大后减小最后趋于稳定,随胶筒筒高的的增大而减小,随摩擦因数的增大先缓慢减小后急剧增大;端面角为45°,胶筒子厚度取9 mm,筒高介于80～120 mm,摩擦因数在0.1～0.3范围内时,研究的封隔器的胶筒与套管之间最大接触应力较高,胶筒的密封性能较好。基于有限元分析结果,设计响应曲面法实验,研究多因子不同水平下胶筒最大接触压力响应的变化情况。结果表明:对最大接触应力影响最大的因子是摩擦因数,最小的是筒高,交互项端面倾斜角和筒高、端面倾斜角和摩擦因数、胶筒子厚度和擦因数、筒高和摩擦因数对响应具有显著性影响;胶筒密封性能最佳的因子组合方案为端面倾斜角为48.2°、子厚度为9 mm、筒高为90 mm、摩擦因数为0.1。     

三种结构封隔器胶筒变形稳定性对比研究*

建立封隔器胶筒的有限元分析模型,模拟圆筒型、梯形环槽型、半圆环槽胶筒型3种不同类型胶筒的变形过程,对不同类型的胶筒在约束变形阶段的稳定性进行分析;提出通过仿真数据判断胶筒稳定性的方法,对比3种不同类型胶筒的稳定变形过程。结果表明:随着高径比的增加,3种不同结构的胶筒均会出现不稳定变形的现象;拥有支撑环的胶筒(梯形环槽型、半圆环槽胶筒)比圆筒型胶筒更容易出现不稳定变形,其中,半圆环槽型胶筒所需的稳定变形载荷比梯形的更大;材料差异对稳定变形载荷的变化趋势影响较小,仅对3种胶筒达到稳定变形的载荷值有影响。     

基于ANSYS的封隔器接触应力分析及结构优化

封隔器是油田采油中重要的井下工具之一。封隔器的工作好坏,密封是关键。胶筒与套管之间的接触应力的大小,可以直接反应出封隔器的密封能力,接触应力越大,封堵压差的能力就越高,密封效果最好。采用非线性有限元分析方法,对封隔器胶筒与套管之间的接触应力进行研究,并对胶筒的壁厚进行了结构优化。综合考虑封隔装置受挤压后的变形过程和受力过程,得到此型号封隔器胶筒的最优壁厚。将最优胶筒壁厚的有限元分析结果与地面实验结果进行比较,前者可行有效,且具有较好的工程应用价值。     

基于ABAQUS的裸眼压裂封隔器应力分析

通过对在不同工况下的水平井裸眼压裂裸眼封隔器和井壁应用有限元分析,模拟了裸眼封隔器作用井壁的应力分布。在压裂施工情况下,裸眼封隔器对井壁所造成的压力,可以判断裸眼井壁是否安全。     

基于安全系数法的封隔器胶筒可靠性研究

针对目前胶筒的结构易失效和可靠性低等问题,以胶筒的抗剪失效为目标,基于安全系数法,引入设计变量的随机性,建立正态分布下胶筒的可靠性模型。对胶筒工作应力和强度的影响因素进行分析,基于相邻目标优属度的AHP方法,综合获得可靠性模型的相关参数值;对密封胶筒静强度可靠性要求下的可靠性安全系数进行计算,并给出不同层次下密封胶筒可靠性安全系数的参考值。建立胶筒的有限元分析模型,根据剪切应力评价准则计算了胶筒可靠性安全系数的取值范围,并通过实例验证理论计算结果的合理性。     

压裂酸化封隔器胶筒结构密封性能分析与优化

封隔器是压裂酸化过程中的重要工具之一,而胶筒是封隔器的核心零部件,胶筒的好坏直接决定了封隔器的工作性能。针对压裂酸化用某Y344型封隔器利用有限元技术开展密封结构性能分析与优化研究,获得了胶筒对套管的接触压力分布规律,考虑接触压力与面积两个因素建立了结构密封性能评价方法,分析了胶筒长度与组数变化对密封性能的影响,为封隔器产品开发与使用提供了理论基础。     

考虑温度和扭转载荷的封隔器胶筒可靠性研究

探讨胶筒密封的可靠性及其评价方法,利用ABAQUS分析软件建立某封隔器胶筒的有限元模型,分析工作载荷为58.15 MPa时,温度变化(25～100℃)对胶筒的密封可靠性、弹性变形可靠性和损伤可靠性的影响,分析温度和扭转载荷对胶筒损伤可靠性的影响。结果表明:轴向载荷不变时,随着温度的升高,胶筒的密封可靠性、压缩永久变形率和回弹极限逐渐增加,胶筒的使用寿命也随温度的增加而提高,在100℃下密封性能系数达到2 297.8 MPa·mm,回弹极限达到27.27 mm,使用寿命达到约67天;随着温度的升高,胶筒发生疲劳的部位从下端向上端转移;扭转载荷将降低胶筒的使用寿命,温度越低扭转载荷越大,使用寿命降低越明显。     

扩张式封隔器性能分析及试验研究

针对具有单向护肩结构的大扩张比封隔器入井测试问题进行了研究,由于该封隔器扩张比达到40％,远高于常规封隔器,为防止封隔器胶筒坐封过程中发生大的挤压变形和向上位移,在封隔器胶筒上端设计了护肩机构,而常规封隔器上环空试压方法不能验证护肩功能,并容易导致封隔器解封.为此对大扩张比封隔器实际坐封状态进行了有限元计算和地面测试,...     

地层测试器双封隔器坐封性能研究

该文介绍了地层测试器的工作原理及封隔器结构,分析了双封隔器的坐封及测压原理,设计了封隔器坐封性能测试装置,通过模拟井下封隔器工作环境,测试其坐封和自动解除坐封性能,验证了不同井径条件下封隔器承受内充压和两端差压的能力,为地层测试器双封隔器地层测试提供了重要的应用参数.     

大直径小截面金属橡胶密封环制备方法的研究

以前期研究成果为基础，结合航空发动机燃烧室高温密封的具体需求，对大直径小截面金属橡胶密封环的制备方法进行了深入的研究。开发研制的无限长螺旋卷成型机，解决了大直径金属橡胶密封环弹性元件金属丝接头过多，易造成空间污染的技术难题；特殊的制备方法保证了小截面金属橡胶密封件螺旋卷间的牢固嵌合；外壳成型技术的改进和完善，使金属橡胶密封件具有良好的尺寸稳定性。     

悬挂器旋转机构设计与试验研究

膨胀悬挂器通过旋转机构带动尾管转动提高固井质量、解决尾管入井遇阻问题,旋转机构需要传递大扭矩、具有高可靠性,是膨胀悬挂器研制的关键和技术难点。采用键槽传动机构实现旋转,通过扭矩套筒上的传动键与尾管套筒内壁的键槽配合传动扭矩,使用3D打印技术验证了机构的可行性,并利用ABAQUS有限元软件对旋转机构的强度进行了计算,得到扭矩应力关系曲线。在此基础上研制出旋转机构,通过扭矩测试试验和现场应用验证了其可靠性,数据表明所研制的旋转机构扭矩达到15000N·m,能够满足现场使用要求。     

HCR80K振动冲击夯的技术创新研究与设计

根据工程施工的条件和环境需要,在HCR80型振动冲击夯技术的基础上,通过连接件的设计,在一台夯机上实现电动机和内燃机双动力源的连接,通过扶手减振器橡胶压缩减振的设计,有效提高了橡胶减振器使用寿命和减振效果,技术创新研究和设计出HCR80K型振动冲击夯.     

一种新型Y341型封隔器的研制与应用

针对油田常规Y341型封隔器结构较长、密封不可靠、坐封压力高、解封载荷大等问题,设计了一种新型Y341型封隔器。该封隔器总体结构紧凑,总长较短,密封结构独特可靠,洗井后重复密封可靠性高,坐封压力低,解封力小。能够方便可靠地完成油田的分层注水及注聚作业。     

双珠式挤压深孔新工艺的研究与实践

双珠式挤压深孔有效地解决了钢珠珠心与工件轴心重合的问题,高质量高效地了较小直径深孔的挤压加工,实践证明,且能实现变了高精度加工。     

VC＋＋实现CAD绘图程序开发的底层关键技术研究

介绍了用VC＋＋6.0开发二维CAD绘图程序中涉及到的一些核心技术,如橡皮线技术、特征点捕捉的算法及实现过程。这些技术对于实现图形系统的智能化,以及用户与系统的交互性方面,都有着很高的实用价值。     

橡胶轴承的特点、设计与应用研究

橡胶作为轴承材料已获广泛应用,橡胶轴承在现代工业技术领域中显示出越来越重要的作用,超高会子量聚乙烯,硬质橡胶都是橡胶轴承,轴互的优良材料,在分析材料性的基础上,对超高分子量聚乙烯轴承进行了设计研究,为工业化生产提供理论依据,同时对超高分子量聚乙烯轴承的工业结果进行了总结。     

基于薄壁圆盘双面磨削工艺研究

提出了一种新的磨削加工方法,即采用双端面磨削技术代替原有平面磨削技术。从理论分析采用双面磨削的可行性,研制专用双端面数控磨削设备,进行双端面磨削专用砂轮的试验研制,解决了磨削特殊弹簧钢,硬而粘,磨削性不好,大面积一次去屑率高的工艺难点。采用单因素试验法,进行双面磨削工艺参数试验研究,确定了最优磨削参数组合,并进行实验验证加工工艺的可行性。解决了工件端面跳动合格率低的问题,磨削效率提高了5倍,并成功应用于大批量生产加工中。