电控智能注采扩张式封隔器胶筒失效形式及原因分析

1

作者 刘铁明 王良杰 +2 位作者 蒋畅 魏来 程心平 《机械工程师》 2024年第11期149-154,共6页

扩张式胶筒是扩张式封隔器中最重要的部件之一,需要具有一定的承压能力,以及扩张和收缩形变的能力。为了提高扩张式封隔器工作的可靠性及井下高温高压环境下使用的长效性,在分析扩张式胶筒密封机理上,建立了等效受力物理模型,用有限元... 扩张式胶筒是扩张式封隔器中最重要的部件之一,需要具有一定的承压能力,以及扩张和收缩形变的能力。为了提高扩张式封隔器工作的可靠性及井下高温高压环境下使用的长效性,在分析扩张式胶筒密封机理上,建立了等效受力物理模型,用有限元方法分析胶筒在实际工况下的受力状态。通过对比模拟分析数据,确定不同工况的受力性能,最终得到扩张式胶筒设计参数。通过数值模拟分析胶筒厚度、中间跨度、端部变形、最佳工作长度等参数,得到合理的扩张式胶筒设计参数。 展开更多

关键词 扩张式封隔器 有限元 受力分析 胶筒参数

在线阅读 下载PDF 职称材料

水力扩张式封隔器胶筒力学性能有限元分析 被引量：16

2

作者 窦益华 杨浩 +1 位作者 李明飞 曹银萍 《油气井测试》 2016年第2期6-9,75,共4页

水力扩张式封隔器主要应用于水力喷射压裂作业,而胶筒的性能影响作业的成败。以最常用的K344水力扩张式封隔器为研究对象,运用Pro E和ANSYS Workbench软件建立K344封隔器胶筒三维有限元模型,对封隔器胶筒进行应力分析,得到封隔器胶筒Von... 水力扩张式封隔器主要应用于水力喷射压裂作业,而胶筒的性能影响作业的成败。以最常用的K344水力扩张式封隔器为研究对象,运用Pro E和ANSYS Workbench软件建立K344封隔器胶筒三维有限元模型,对封隔器胶筒进行应力分析,得到封隔器胶筒Von Mises应力和接触应力云图。有限元分析结果表明,随着喷射压裂的进行,压裂液流经封隔器,封隔器胶筒温度降低,胶筒应力增加。当温度低于90℃时,应力反而降低;当温度低于70℃时,胶筒应力又逐渐增加。在内压作用下,封隔器胶筒的接触应力由胶筒两端向中间逐渐增加。不同参数封隔器胶筒有限元分析结果表明,影响封隔器胶筒最大应力变化的主要几何因素是胶筒外径和套管内径,胶筒的应力与胶筒外径负相关,与套管内径正相关。内压越大,封隔器胶筒的应力越大;起初,内压增加,胶筒应力迅速增加,当内压大于10.52 MPa后,胶筒应力增速趋缓。 展开更多

关键词 水力扩张式封隔器 封隔器胶筒 力学性能 有限元

在线阅读 下载PDF 职称材料

密闭扩张式封隔器的研制及应用 被引量：7

3

作者 王宏万 马艳洁 +4 位作者 刘晋伟 孙宝 孙金锋 郝恒泽 郝加鹏 《石油机械》 北大核心 2012年第3期91-93,共3页

针对扩张式封隔器在应用中存在压力波动及停注时自动解封,易造成各层之间窜通的问题,研制了K344(1)-112密闭扩张式封隔器。该封隔器在注水压力波动及关井停注时依然保持密封状态,解决了层间窜通问题。设计了2种解封方法:一是反洗井解封... 针对扩张式封隔器在应用中存在压力波动及停注时自动解封,易造成各层之间窜通的问题,研制了K344(1)-112密闭扩张式封隔器。该封隔器在注水压力波动及关井停注时依然保持密封状态,解决了层间窜通问题。设计了2种解封方法:一是反洗井解封法,二是上提管柱解封法,方便实用。注水时封隔件轴向压缩,有效缓解胶筒端部应力集中,提高密封效果,延长封隔器使用寿命。该封隔器在胜利油田的53口分层注水井中进行试验应用,施工成功率100%。封隔器封隔可靠,可防止层间窜通。2种解封方式解封可靠,能满足反洗井和起管柱作业的要求。 展开更多

关键词 密闭扩张式封隔器 层间窜通 解封 洗井

在线阅读 下载PDF 职称材料

扩张式封隔器胶筒力学性能分析 被引量：32

4

作者 程心平 《石油机械》 北大核心 2014年第6期72-76,共5页

为了适应海上油田大排量反洗井的要求,开发了液控扩张式封隔器可洗井分注技术。对扩张式封隔器胶筒材料进行了力学性能测试,并系统地进行了封隔器胶筒结构有限元分析技术的研究。研究结果表明,封隔器胶筒橡胶的应力-应变呈非线性关系,... 为了适应海上油田大排量反洗井的要求,开发了液控扩张式封隔器可洗井分注技术。对扩张式封隔器胶筒材料进行了力学性能测试,并系统地进行了封隔器胶筒结构有限元分析技术的研究。研究结果表明,封隔器胶筒橡胶的应力-应变呈非线性关系,随着温度的升高,橡胶材料强度会变弱,在温度为65℃时橡胶材料强度达到最低,继续升高温度,橡胶材料强度又会增加;当封隔器处于内压20.0 MPa工作状态时,上、下胶筒座的应力水平最高,最大Mises应力为413.2 MPa;在胶筒中,外层胶筒两端应力水平最高,可达46.4 MPa,胶筒两侧应变能密度最大;封隔器处于工作状态时,其肩部变形最大,伴随着压力的增加,变形的趋势减缓,应变能密度与工作压力基本呈直线关系。所得结果可为扩张式封隔器的结构设计提供理论依据。 展开更多

关键词 扩张式封隔器 胶筒 钢丝帘线 有限元分析 应力 应变 力学性能

在线阅读 下载PDF 职称材料

扩张式封隔器胶筒参数优选 被引量：12

5

作者 程心平 《石油机械》 北大核心 2014年第7期64-68,72,共6页

为了对扩张式封隔器结构参数进行优选,利用有限元分析技术分析了胶筒工作长度、厚度、肩部形状和钢丝帘线排布方式等对胶筒受力和变形规律的影响。建模时把钢丝帘线层视为均匀的连续体,假设橡胶材料的力学性能不随温度发生变化,定义了5... 为了对扩张式封隔器结构参数进行优选,利用有限元分析技术分析了胶筒工作长度、厚度、肩部形状和钢丝帘线排布方式等对胶筒受力和变形规律的影响。建模时把钢丝帘线层视为均匀的连续体,假设橡胶材料的力学性能不随温度发生变化,定义了5条路径,分别用于显示封隔器肩部和胶筒实体部分的应力曲线。分析结果表明,当扩张式封隔器胶筒启封工作压力为0.5MPa,内压达到10.0 MPa以上时密封接触长度达到最大;在一定范围内胶筒长度对其工作性能基本没有影响,但长度过短会使密封性能减弱;建议胶筒外径小于封隔器刚体最大外径1～2 mm。 展开更多

关键词 扩张式封隔器 胶筒 参数优选 接触压力 钢丝帘线 密封段 肩部

在线阅读 下载PDF 职称材料

油井分层注水用KZ344—114型扩张式封隔器 被引量：10

6

作者 刘连伟 《石油机械》 北大核心 2007年第3期27-28,共2页

为了配合油田分层注水作业,研制了KZ344—114型扩张式封隔器。该型封隔器主要由上、下接头,上、下护套,密封胶筒,中心管和单向阀等组成。其中,上、下接头的进水通道中安装有单向阀,在注水压力的作用下打开,靠弹簧力复位关闭,实现坐封和... 为了配合油田分层注水作业,研制了KZ344—114型扩张式封隔器。该型封隔器主要由上、下接头,上、下护套,密封胶筒,中心管和单向阀等组成。其中,上、下接头的进水通道中安装有单向阀,在注水压力的作用下打开,靠弹簧力复位关闭,实现坐封和解封作业。试验证明,该型封隔器结构简单,坐封可靠,解封方便,密封率100%,既可用于注水作业,也可用于洗井作业,是分层配注的理想工具。 展开更多

关键词 扩张式封隔器 密封胶筒 结构设计 坐封 解封

在线阅读 下载PDF 职称材料

扩张式封隔器在老井试修中的应用试验 被引量：3

7

作者 张道鹏 刘勇 《石化技术》 CAS 2019年第1期132-132,131,共2页

针对四川低效油气田老井挖潜改造的需要,应用了国内外的扩张式封隔器,介绍了该型封隔器的基本结构、工作原理、技术参数以及施工操作程序。分析了该封隔器施工失效的原因。

关键词 扩张式封隔器 老井试修 酸化施工 完井

在线阅读 下载PDF 职称材料

扩张式封隔器胶筒高温密封性能试验装置研制 被引量：2

8

作者 冷传基 徐英彪 王静 《科技信息》 2013年第12期401-402,共2页

扩张式封隔器胶筒高温密封性能的好坏直接影响作业措施的成败,并最终影响油田的整体产能开发。开发设计一套成本较低、满足使用要求的扩张式封隔器胶筒高温性能检验装置,对于提高油田在用扩张式封隔器制造质量,提升油田作业率,减少经济... 扩张式封隔器胶筒高温密封性能的好坏直接影响作业措施的成败,并最终影响油田的整体产能开发。开发设计一套成本较低、满足使用要求的扩张式封隔器胶筒高温性能检验装置,对于提高油田在用扩张式封隔器制造质量,提升油田作业率,减少经济损失具有必要性。 展开更多

关键词 扩张式封隔器 加热系统 试验井筒

在线阅读 下载PDF 职称材料

热敏金属扩张式封隔器的解卡方法

9

作者 刘志华 倪爱珍 +2 位作者 张东荣 陈兆芳 张世诚 《内江科技》 2003年第2期25-25,27,共2页

稠油热采工艺中,配套使用金属扩张式封隔器和井下温度补偿器,可以减少并筒热散失,提高井底注汽干度,防止蒸汽窜入油套环形空间,保护套管。但在注汽过程中,粘附在套管和隔热油管壁上的各种固体物质脱落堆积到封隔器处,水分蒸发后变硬,造... 稠油热采工艺中,配套使用金属扩张式封隔器和井下温度补偿器,可以减少并筒热散失,提高井底注汽干度,防止蒸汽窜入油套环形空间,保护套管。但在注汽过程中,粘附在套管和隔热油管壁上的各种固体物质脱落堆积到封隔器处,水分蒸发后变硬,造成转抽作业时管柱卡,并口无法打开,处理不当会给生产经营带来巨大的损失。经过多年的实践,已形成了有效的解卡方法,设计加工出了专用工具,攻破了困扰稠油作业的一项难题. 展开更多

关键词 稠油热采工艺 热敏金属扩张式封隔器 解卡 工作原理

在线阅读 下载PDF 职称材料

扩张式封隔器性能分析及试验研究 被引量：7

10

作者 田宗正 谷磊 +1 位作者 尹慧博 程光明 《机械设计与制造》 北大核心 2021年第4期171-173,178,共4页

针对具有单向护肩结构的大扩张比封隔器入井测试问题进行了研究,由于该封隔器扩张比达到40%,远高于常规封隔器,为防止封隔器胶筒坐封过程中发生大的挤压变形和向上位移,在封隔器胶筒上端设计了护肩机构,而常规封隔器上环空试压方法不能... 针对具有单向护肩结构的大扩张比封隔器入井测试问题进行了研究,由于该封隔器扩张比达到40%,远高于常规封隔器,为防止封隔器胶筒坐封过程中发生大的挤压变形和向上位移,在封隔器胶筒上端设计了护肩机构,而常规封隔器上环空试压方法不能验证护肩功能,并容易导致封隔器解封。为此对大扩张比封隔器实际坐封状态进行了有限元计算和地面测试,在此基础上设计了能够实现下环空测试封隔器性能的管串结构和试验工艺,并完成了入井试验。试验结果表明封隔器下环空试压达到18MPa,封隔器护肩坐封过程中能够胀开保护胶筒并在上提解封时实现收缩。研究所形成的计算及试验工艺方法实现了对封隔器工作状态的有效测试,为封隔器功能完善、结构改进提供了参考依据。 展开更多

关键词 扩张式封隔器 环空 胶筒 坐封 验封

在线阅读 下载PDF 职称材料

扩张式封隔器胶筒密封性能影响因素分析 被引量：6

11

作者 刘鸣 蒋文杰 +3 位作者 郑庭 赵琳 陈涛 张杰 《四川轻化工大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第1期67-73,共7页

扩张式封隔器是一种常用封隔器,广泛用于油气开采过程中。为探究扩张式封隔器性能影响因素,建立封隔器有限元数值计算模型,讨论了胶筒长度、厚度、肩部倾角、胶筒座倒角和胶筒与套管间间距对胶筒密封性能和力学性能的影响。分析结果表明... 扩张式封隔器是一种常用封隔器,广泛用于油气开采过程中。为探究扩张式封隔器性能影响因素,建立封隔器有限元数值计算模型,讨论了胶筒长度、厚度、肩部倾角、胶筒座倒角和胶筒与套管间间距对胶筒密封性能和力学性能的影响。分析结果表明:胶筒座倒角为1 mm、胶筒肩部倾角为40°时胶筒应力集中程度最小;胶筒厚度改变对接触压力没有明显影响;胶筒长度变化对胶筒密封性能影响较小,但长度过短会影响胶筒使用性能;在不影响封隔器下入的前提下,可适当减小胶筒与套管间距离,以改善胶筒力学性能。 展开更多

关键词 扩张式封隔器 胶筒 密封性能 有限元分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

扩张式封隔器接触力学行为及坐封效果评价 被引量：9

12

作者 彭冲 欧阳传湘 +1 位作者 谭钲扬 陈洲亮 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第3期90-96,104,共8页

以K344-114型扩张式封隔器为研究对象,基于橡胶材料的Mooney-Rivlin本构模型,运用有限元分析方法按照封隔器坐封过程和坐封后两种工况,对封隔器的非线性接触力学行为进行了模拟研究,分析了坐封过程中施加载荷与轴向压缩距的关系以及坐... 以K344-114型扩张式封隔器为研究对象,基于橡胶材料的Mooney-Rivlin本构模型,运用有限元分析方法按照封隔器坐封过程和坐封后两种工况,对封隔器的非线性接触力学行为进行了模拟研究,分析了坐封过程中施加载荷与轴向压缩距的关系以及坐封后的强度、接触应力和摩擦力校核。分析结果表明:在封隔器坐封过程中,中胶筒首先与套管发生接触,当压差达到一定值时胶筒扩张到与套管接触,封隔器完成坐封;坐封后胶筒的应力集中于胶筒的肩部;胶筒与套管之间的摩擦力、接触应力均能满足分层注水工艺设计要求,能够有效封隔15 MPa的层间压差。 展开更多

关键词 扩张式封隔器 坐封 胶筒 接触应力 有限元

在线阅读 下载PDF 职称材料

K344-98扩张式封隔器在套变井分层酸化中的应用 被引量：4

13

作者 彭红波 彭贺林 郭亚强 《内蒙古石油化工》 CAS 2009年第12期136-137,共2页

目前,分层酸化是解决层间矛盾井油层污染最有效措施之一。部分套变井无法使用常规Y221、Y341等大直径封隔器实施分层酸化,针对这种现状,研制了K344-98型扩张式封隔器,通过现场试验,应用效果良好。

关键词 套变井 分层酸化 K344-98扩张式封隔器

在线阅读 下载PDF 职称材料

小直径扩张式封隔器压裂管柱的研制与应用 被引量：9

14

作者 徐新华 唐海兵 +1 位作者 胡正强 徐永超 《石油机械》 北大核心 2018年第9期81-86,共6页

目前国内小直径扩张式封隔器多用于酸化、注水和堵水等作业,而在多级压裂方面应用较少,主要是因为工具耐压、耐温能力较差,用于多级压裂管柱安全性和可靠性较低。针对这种情况,通过对常规扩张式封隔器、双向锚定水力锚及丢手工具的结构... 目前国内小直径扩张式封隔器多用于酸化、注水和堵水等作业,而在多级压裂方面应用较少,主要是因为工具耐压、耐温能力较差,用于多级压裂管柱安全性和可靠性较低。针对这种情况,通过对常规扩张式封隔器、双向锚定水力锚及丢手工具的结构改进,优化设计出适用于114. 3 mm套管的小直径扩张式封隔器多级压裂管柱。在吉林伏龙泉油气田的现场应用结果表明:改进后的封隔器耐温120℃、耐压70 MPa,坐封、解封成功率100%,性能大幅提高,可满足复杂工况下的施工要求;设计的多级压裂管柱工具少、操作简便、锚定可靠、井眼适应性好,能满足内径99. 6~103. 9 mm、外径114. 3 mm套管多级压裂需求;多级压裂管柱能够实现大斜度井的有效封隔,现场施工中最大井斜达到72. 2°。该压裂管柱的成功应用为油田老井挖潜和稳定产能提供了技术支持。 展开更多

关键词 多级压裂管柱 小直径 扩张式封隔器 水力锚 双向锚定

在线阅读 下载PDF 职称材料

扩张式封隔器胶筒的研究现状综述 被引量：1

15

作者 马力 《信息记录材料》 2016年第5期6-7,共2页

石油工业的发展,带动了石油机械装备的发展,在钻井或完井后对油气层进行测试时,为了获得动态条件下地层和液体的参数,封隔器作为主要的井下工具被大量的运用到测试中。而使其安全有效的工作是保证油气井作业的关键,其工作性能的好坏直... 石油工业的发展,带动了石油机械装备的发展,在钻井或完井后对油气层进行测试时,为了获得动态条件下地层和液体的参数,封隔器作为主要的井下工具被大量的运用到测试中。而使其安全有效的工作是保证油气井作业的关键,其工作性能的好坏直接影响着油田的生产成本和企业的经济效益。已有大量学者采用有限元方法对封隔器胶筒的力学性能做了研究,为封隔器的结构优化、坐封方式、胶筒材料的选择等提供了理论和建议。所谓"封隔器",指的是具有弹性密封元件,并借此封隔与套管间的环形空间,实现各种作业的堵封要求,以控制产业柱的井下工具。 展开更多

关键词 扩张式封隔器 胶筒 研究现状

在线阅读 下载PDF 职称材料

扩张式封隔器胶筒偏心距自动测量装置 被引量：1

16

作者 叶玉玲 伞冶 朱奕 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2004年第z1期485-489,共5页

根据扩张式封隔器偏心距检测的特点设计了独特的机械结构,结合测量原理推导了测量算法,设计了用计算机实现的软件的结构.结果表明,该测量装置具有能测量多种型号的扩张式封隔器胶筒的偏心距、测量精度高和操作方便的优点.

关键词 扩张式封隔器 偏心距 位移传感器

在线阅读 下载PDF 职称材料

穿越型扩张式封隔器的研制与试验 被引量：1

17

作者 邹明华 于继飞 +5 位作者 程心平 陈欢 杜孝友 段玉超 杨阳 李孟龙 《机床与液压》 北大核心 2023年第1期58-62,共5页

渤海油田采用大段防砂完井,防砂段内小层多,地层非均质严重,层间矛盾突出,注水开发效果难以进一步提高。为了实现细分层系开发,除了防砂管柱外层与层封隔,还需要在防砂管柱内相应位置配合形成管内封隔。为了适应不同分层采油注水工艺措... 渤海油田采用大段防砂完井,防砂段内小层多,地层非均质严重,层间矛盾突出,注水开发效果难以进一步提高。为了实现细分层系开发,除了防砂管柱外层与层封隔,还需要在防砂管柱内相应位置配合形成管内封隔。为了适应不同分层采油注水工艺措施,研制穿越型扩张式封隔器,介绍该封隔器的应用环境、结构、工作原理等,并对该封隔器进行了室内试验和现场试验。结果表明:穿越型扩张式封隔器能顺利实现外径Φ6.35 mm的管线穿越,无遇阻,所设置的保护功能可有效保护管线,能按要求顺利坐封、解封,中心打压16 MPa,上下环空承压均可达15 MPa,最大可满足Φ157.1 mm内径密封要求,满足现场不同应用环境的需求。 展开更多

关键词 穿越型扩张式封隔器 研制 结构 原理 试验

在线阅读 下载PDF 职称材料

扩张式压裂封隔器在青海尕斯库勒油田水力压裂上的应用

18

作者 彭晨程 鲍海霞 刘建 《内蒙古石油化工》 CAS 2013年第20期16-18,共3页

采用K344型扩张式压裂封隔器很好地解决了青海尕斯库勒油田深井水力压裂措施改造施工中原来使用的Y241系列封隔器存在的坐封成功率低、密封效果差和解封、解卡及起钻困难的技术难题。现场应用K344型扩张式压裂封隔器进行水力压裂措施施... 采用K344型扩张式压裂封隔器很好地解决了青海尕斯库勒油田深井水力压裂措施改造施工中原来使用的Y241系列封隔器存在的坐封成功率低、密封效果差和解封、解卡及起钻困难的技术难题。现场应用K344型扩张式压裂封隔器进行水力压裂措施施工2井次,封隔器坐封成功率100%,密封完好无渗漏,解封及解卡顺利、成功,为青海油田水力压裂措施施工井下封隔器的选择提供了新的技术支撑和储备。 展开更多

关键词 扩张式封隔器 尕斯库勒油田 水力压裂 应用

在线阅读 下载PDF 职称材料

水平井分段压裂扩张式裸眼封隔器的研制及现场应用

19

作者 陈丽帆 邹伟 陈丽朝 《石化技术》 CAS 2022年第2期245-246,共2页

分段压裂是顺北井区高产的必要手段,针对顺北油田裸眼酸压完井过程中封隔器容易发生老化、钢带断裂等问题,研制了一种胶筒为扩张式且长度达到1500mm,耐温180℃,耐压80MPa的可分级控制的裸眼封隔器,可以实现多个封隔器串联使用,经过现场... 分段压裂是顺北井区高产的必要手段,针对顺北油田裸眼酸压完井过程中封隔器容易发生老化、钢带断裂等问题,研制了一种胶筒为扩张式且长度达到1500mm,耐温180℃,耐压80MPa的可分级控制的裸眼封隔器,可以实现多个封隔器串联使用,经过现场应用评价,该款封隔器可有效的分隔油套环空及储集体,实现分段的目的,目前已在顺北油田进行推广应用。 展开更多

关键词 顺北油田 分段压裂 扩张式裸眼封隔器

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种密封压力可调扩张封隔器

20

作者 谢文献 肖坤 +2 位作者 郝风波 韩守刚 刘涛 《石油天然气学报》 CAS CSCD 2013年第03X期367-368,共2页

密封压力可调扩张式封隔器是实现注水井分注的常规工具，其原理是利用注水井井口压力调整扩张式封隔器胶筒内压力，闭锁装置使正常注水时胶筒内部密闭，实现胶筒与套管壁的有效贴合，保持稳定的层间密封压力，密封压力可调，适应井筒状... 密封压力可调扩张式封隔器是实现注水井分注的常规工具，其原理是利用注水井井口压力调整扩张式封隔器胶筒内压力，闭锁装置使正常注水时胶筒内部密闭，实现胶筒与套管壁的有效贴合，保持稳定的层间密封压力，密封压力可调，适应井筒状况变化后的卡封需要。现场应用效果良好。 展开更多

关键词 密封压力 自锁腔 扩张式封隔器

在线阅读 下载PDF 职称材料