超高压封层工具密封机构的试验研究

针对普通胶筒密封遵循接触式密封理论所存在的问题,提出了封隔器胶筒"完全防突"的设计理论。对普通密封机构和"完全防突"密封机构的密封能力做了对比试验和分析,结果表明"完全防突"密封机构在140 MPa的超高压差下仍能保持密封。提出超高压密封机构设计方案和试验模型,并进行了室内试验,试验中密封压差达到106 MPa,表明该密封机构能承受超高压密封。超高压密封机构采取两端支承设计,有效地提高了胶筒的密封性能,为井下超高压封层工具设计提供了可靠依据。

胶筒大变形仿真分析及结构尺寸参数优化

针对气密封检测工具胶筒在大变形下的接触密封问题,以31/2"气密封检测工具胶筒为研究对象,分别采用网格重构、自动稳定和准静态分析三种分析方法,模拟了工具胶筒在50MPa载荷下的接触密封情况,并设计正交试验,通过极差分析得出了胶筒的最佳结构参数组合。研究表明,对于橡胶的大变形分析,网格重构法的计算结果较准确,胶筒尺寸参数对胶筒外侧接触应力最大值的影响顺序为:外径>内径>高度,最优尺寸组合为外径72mm、内径36mm、高度120mm。研究成果对应用有限元软件求解橡胶大变形工况下的密封性能和胶筒结构设计具有重要参考价值。

天然气井试油完井过程中快速泄压对井下工具密封性的影响

压控式井下工具空气室的密封元件不仅受到天然气、二氧化碳、酸碱井液等介质的侵蚀,还要承受井下温度和压力变化带来的影响。在川渝地区天然气井的试油完井中,压控式井下工具多次出现因“气体快速减压(RGD)”效应影响而造成密封元件的密封性能降低,高压天然气渗入空气室形成了圈闭压力,致使工具不能正常工作的情况。为了降低RGD效应对试油完井井下工具密封性的影响,以可控封堵阀为例,开展了在井下工况条件下空气室渗入高压天然气的模拟实验,验证特定的井况条件下会产生RGD效应,使橡胶密封元件的密封性能降低;同时通过模拟实验对比,优选了能耐RGD效应的“O”型密封圈,该密封圈在现场应用了4口井,均未出现空气室渗入天然气的现象。天然气的快速泄压对井下工具密封性的影响可以通过控制压降速率、减少开井关井次数和使用耐RGD效应的“O”型密封圈进行防治。为了提高井下工具密封的可靠性,提出了优化设计空气室的密封结构、减小空气室“O”型密封圈承受的密封压差的建议。该防治天然气快速泄压影响井下工具密封性的技术,为试油完井井下工具的设计和密封件的选择提供了借鉴。

浮头式换热器试压工装的创新设计

文中介绍了1种使用效果理想的浮头式换热器试压工装,并与常用的填料密封试压工装和C型环密封试压工装进行了对比,指出了新型试压工装的结构特征及优点。