封隔器压缩胶筒“防突”新结构

为了提高封隔器压缩胶筒的耐压能力 ,更有效地满足生产实际需要 ,设计了独立式膨胀环新型“防突”结构。该结构由膨胀环与楔形圈组成 ,膨胀环用弹簧钢制作 ,并开有一道 2 5°的切口 ,楔形圈用 4 5号钢制成 ,为一锥形环状整体。该结构用于分注封隔器上 ,保护胶筒更可靠 ,“防突”效果更好。现场 12口井的应用表明 ,该结构较好地满足了生产需要 ,最高注水压力达 38MPa。从 5口井的统计看 ,平均换封周期由原来的 14 1d延长到 2 76d。

压缩式胶筒肩部突出变形试验研究

为了进一步提高封隔器的承压密封性能,利用专用试验装置研究胶筒在不同坐封力及工作压差下的肩部突出变形;对装有整体伞形保护环的胶筒进行轴向压缩试验,分析伞形保护环对胶筒突出变形的影响。结果表明:压缩式胶筒在承压过程中进一步被工作压差产生的轴向力压缩,导致胶筒肩部突出变形加剧,并伴随发生蠕动松弛现象,影响胶筒的密封性能;整体伞形保护环的设计与应用,有利于抑制胶筒肩部的突出变形,提高胶筒的密封性能。

温度对压缩式胶筒接触压力的影响研究

利用SB802热机综合疲劳试验机进行了硫化丁腈橡胶在不同温度条件下的力学性能试验,得到了橡胶材料的应力-应变关系曲线。通过有限元软件拟合了橡胶的Yeoh材料模型,构建了橡胶的本构关系公式,完成了压缩式胶筒的接触压力分析,得到了在不同温度下胶筒的应力分布云图以及接触压力沿轴向的分布规律。研究结果表明,当温度在不同范围内变化时,温度对胶筒接触压力的影响存在不规则性。该项研究结果可为压缩式胶筒的进一步研究提供理论基础。

压缩式封隔器胶筒变形阶段力学分析

封隔器是常用试采井下工具,胶筒是封隔器中最重要的部件。将压缩式胶筒的变形分为自由变形和约束变形2个阶段,分析了其绝对体积变化规律,得到了使胶筒刚好与井壁接触的轴向力,据此可以确定最小坐封载荷;得到了井壁和中心管对胶筒的约束压力,在此基础上得到了压缩式胶筒的各个应力分量和第四相当应力,据此可以给出坐封力下胶筒的强度,确定合理的坐封力。实例计算解释了现场封隔器胶筒在坐封载荷作用下损坏的原因。