环形金属密封总成密封机制及性能分析

环形金属密封总成是水下井口头系统重要组成部分,其性能直接影响到水下井口头系统的安全性,甚至整个水下油气系统的可靠性。分析环形金属密封总成的密封机制和工作原理,结合有限元分析结果,从密封环在密封过程中的变形情况来分析其密封性能。结果表明:密封环在弹性变形阶段可以实现密封,但对密封环的表面粗糙度和表面质量有很高的要求,在环形密封总成工况条件下无法保证,应避免在此阶段实现密封;密封环在塑性变形阶段能够填补环表面存在的缺陷,实现良好的密封;在塑性变形阶段,密封环接触面的变形情况成为影响密封性能的唯一因素。

井口头系统密封总成关键部件设计与分析

制约我国海洋油气开采发展的主要瓶颈就是深水井口头设备,而密封总成又是水下井口头系统的关键组件。为此,设计了井口头系统多级金属密封结构的密封总成,主要包括上下2个密封圈、锁紧套筒和驱动套筒。利用有限元分析软件对密封关键部件进行了强度分析,同时提出判断密封总成密封效果的理论依据,并对锁紧套筒进行了结构强度分析,对驱动套筒和密封环做了接触应力分析。分析结果表明,密封总成的结构和材料符合作业要求。该密封总成的结构设计和分析为水下金属密封技术的进一步研究奠定了基础。

套管抽汲配套工具的研制与应用

井筒抽汲捞油是各油田低产低能井普遍采用的一种采油方式,根据这种采油方式的需求,开发研 制了配套井筒抽汲工具。井口采用远程液压防喷盒,实现了多级远程液压防喷密封手动控制系统,工艺 技术性能稳定。安装简便快捷,井口密封效果好,无污染;井口安全脱节的密封系统实现了顶钻时的安 全脱节作用;井下抽汲胶碗的设计具有生产快捷,投入少、成本低、更换简便等优点,在克拉玛依油田 取得良好的应用效果。

海底井口系统密封总成弹塑性分析

采用Inventor软件建立海底井口系统密封总成的三维模型,将模型导入到Abaqus有限元计算软件中,对密封总成下放过程进行计算,分析其在工作过程中的弹塑性性能,最终得到密封总成在下放过程中受力及变形情况,为实际工作提供参考。

考虑高低温影响因素的金属密封总成性能分析

水下井口系统环空金属密封总成设计是水下油气装备国产化核心技术之一。前期国内相关研究人员已在密封设计、密封机理等方面形成共识,但密封性能评价的全面性和准确性依旧存在不足。鉴于此,提出考虑高低温影响的金属密封总成性能评价方法,构建了“有限元分析+室内测试+无损探伤”的评价流程。评价结果显示:温度是金属密封设计及性能评价过程中不可忽略的重要影响因素;设计温度范围内,该金属密封总成的密封性能及主体结构强度满足设计要求,但仍不同程度地受到温度变化影响;相对于常规方法,该评价方法更加全面准确,可为该领域其它密封设计提供借鉴和参考。

水平井连续旋流冲砂技术研究与应用

针对水平井水平段沉砂情况不明,长时间砂体沉积易堵塞井壁造成产量递减甚至导致砂卡、砂埋的现象,开展了水平井连续旋流冲砂技术研究与应用。对常规冲砂工艺进行分析,研制了旋流水力冲砂器、特种接头及井口密封系统,解决了水平井维护作业时冲砂卡管柱风险高的难题。室内实验及现场试验结果表明,水平井连续旋流冲砂技术实现了水平井接单根不停泵连续冲砂功能,试验井平均冲砂返排率达到88.7%。水平井连续旋流冲砂技术能够满足现场需求,可靠性较高。