高温高压弹簧蓄能密封结构设计与密封性能分析

针对高温(200℃)高压(150 MPa)工况,设计了一种双向非弹性密封组结构方案,并通过对弹簧进行降维处理,建立弹簧蓄能密封组的轴对称分析模型,分析了温度和介质压力分别对所设计密封组密封性能的影响规律。结果表明:高温会使密封夹套的峰值接触压力降低,但是会增加密封夹套的接触宽度,弥补材料变软对密封性能的影响;高压会使密封夹套双唇口之间形成极高的峰值压力,有利于实现密封。

封隔器胶筒失效及优化设计研究综述

研究了封隔器胶筒失效形式的相关文献,总结了封隔器胶筒的失效原因,并综述了封隔器胶筒优化设计的研究现状。封隔器胶筒肩部包络紫铜的新型胶筒与常规胶筒相比突出距离降低了63.35%;双胶筒改进为“主胶筒+双侧支撑”的新的组合结构,耐压差性能平均提高30 MPa;以丁腈橡胶、聚四氟乙烯为基体材料进行补强应用于封隔器胶筒中,优化后的封隔器胶筒在170℃以上的高温下能够保持良好的密封性能;给中心管外表面喷涂氧化锆陶瓷隔热涂层,胶筒在350℃下有良好的密封性能。封隔器胶筒中填充尼龙66帘线,在压裂泵压80 MPa、175℃环境下,胶筒基体不发生破坏。3种优化方式能够有效提高胶筒的耐温耐压性能,防止胶筒失效破坏。最后给出封隔器胶筒优化的研究方向,对今后封隔器密封元件的研究工作有一定的参考意义。

考虑煤粉堵塞影响的煤储层渗透率模型及其应用

为了准确预测煤层气井生产动态、制订合理的排采制度,建立了考虑煤粉堵塞影响的煤储层渗透率模型,然后基于该模型对保德区块、沁水盆地、柳林区块、韩城区块、黄陇煤田共15组煤样的室内煤样速敏实验数据进行了拟合,求得各煤样的渗透率模型;在此基础上,将建立的煤储层渗透率模型引入到前期编制的煤层气井动态分析软件中,并进行了2口煤层气井的生产历史拟合;以其中一口煤层气井(W1井)的拟合参数为基准,研究了煤粉堵塞参数对煤储层渗透率及煤层气井生产动态的影响。研究结果表明:①所建立的考虑煤粉堵塞影响的煤储层渗透率模型能够定量化描述煤储层渗透率随流体流速的变化,同时该模型可以被嵌入到煤层气数值模拟软件或煤层气井动态分析软件中,应用范围广;②保德区块煤储层渗透率受煤粉堵塞的影响相对较小,而煤粉堵塞对于沁水盆地、黄陇煤田煤储层渗透率的影响不可忽视;③理论最大渗透率损害率(Dmax)和渗透率损害率指数(n)越大,煤粉临界堵塞流速(vcr2)和0.5Dmax对应的相对流速(v0.5)越小,煤粉堵塞对煤储层渗透率的影响越显著;④为减小煤粉堵塞对煤层气井产能的不利影响,在排采过程中尤其是产气初期,要适当减小生产压差,以避免对煤储层渗透率造成恶性伤害。