封隔器胶筒高温密封性能实验装置

封隔器是油田生产过程中重要的井下作业工具,分为压缩式和扩张式两种,主要用于高含水油田的分层注水开发。封隔器胶筒密封性能的好坏影响油田的开发效益。然而,现场实验表明,地面常温耐压差合格的封隔器下井后经常会发生封隔失效,其耐高温性能存在严重问题。因此,创新性提出了一套封隔器胶筒高温密封性能实验装置,用于封隔器胶筒高温性能测试。

编织热密封组件的高温密封性能

为研究编织热密封组件直接应用于高温工况环境下的密封性能,选用三维双股编织绳和双层三股编织弹簧管2种密封组件。基于多孔介质的Kozeny-Carman方程,建立了2种密封组件的密封泄漏模型。采用高温密封试验分别对其进行了高温密封性能测试,得到了2种高温密封组件在不同压差、不同工况温度环境下的泄漏量,验证了模型的有效性。研究结果表明:三维双股编织绳和双层三股编织弹簧管密封组件的泄漏量均随着压差的不断增加而逐渐变大,而随着温度的增加逐渐降低。在相同工况条件下,双层三股编织弹簧管密封组件的泄漏量均小于三维双股编织绳。研究结果可为适用于高温环境密封结构的选择提供参考依据。

垫片高温性能及其表示方法

实验研究了柔性石墨复合垫片、金属包覆垫片、非石棉纤维橡胶垫片、石棉橡胶垫片的常温和高温力学性能和密封性能，探讨了垫片高温密封的基本规律，提出了较好地表征垫片压缩回弹特性、基本密封特性和蠕变性能的公式，通过试验数据的回归分析，得到了公式中的各系数，为高温工况下密封件的选用、螺栓法兰连接设计和紧密性评定提供了依据。