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题名全金属可溶桥塞卡瓦结构锚定性能优化
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作者
崔璐
常文权
王澎
邹方
赵景辉
王航
程嘉瑞
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机构
西安石油大学
蜂巢动力系统(江苏)有限公司
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出处
《润滑与密封》
北大核心
2025年第3期118-127,共10页
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基金
陕西省自然科学基金项目(2023-JC-YB-376)
陕西省教育厅项目(2023JP127)
西安石油大学研究生创新与实践能力培养计划项目(YCS22214261)。
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文摘
全金属可溶桥塞由于具有良好的可控自溶解性,逐渐被用于储层压裂改造作业中。桥塞卡瓦结构锚定过程中,卡瓦牙与套管的不均匀咬合所引起的桥塞承载能力不足,是影响压裂效率的关键。为提升桥塞卡瓦结构的锚定性能,以影响套管咬合深度和接触应力的4个主要参数齿槽轴心角、齿槽深度、齿端距和齿槽倾角为对象,分析不同参数下前后排卡瓦牙对套管的咬合深度及接触应力的变化趋势。结果表明:随着齿槽轴心角增大,套管咬合深度差值先减小后增大,套管接触应力差值逐渐减小,齿槽轴心角为28°时咬合较为均匀;随着齿槽深度的增大,套管咬合深度差值逐渐增大,套管接触应力差值出现上下波动,齿槽深度为6.7 mm时咬合较为均匀;随着齿端距的增大,套管咬合深度差值不断增加,套管接触应力差值先逐渐增大最后保持稳定,齿端距为13 mm时咬合较为均匀;随着齿槽倾角的增加,套管咬合深度差值和套管接触应力差值逐渐增大,齿槽倾角为65°或67°时咬合较为均匀。以齿槽轴心角、齿槽深度、齿端距和齿槽倾角的变化作为输入层,以套管接触应力和咬合深度作为输出层,应用多目标优化方法确定出卡瓦基座最优结构参数为:齿槽轴心角为27.9°,齿槽深度为6.7 mm,齿端距为13 mm,齿槽倾角66°。在最优参数下套管的接触应力和咬合深度在轴向更加均匀。
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关键词
全金属可溶桥塞
卡瓦结构
锚定性能
多目标优化
井下压裂工具
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Keywords
all-metal dissolvable bridge plug
slip structure
anchoring performance
multi-objective optimization
underground fracturing tools
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分类号
TH136
[机械工程—机械制造及自动化]
TE931
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名全金属可溶桥塞异形接触结构密封特性
被引量：2
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作者
崔璐
邹方
程嘉瑞
王澎
李臻
窦益华
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机构
西安石油大学
蜂巢动力系统(江苏)有限公司
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出处
《润滑与密封》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期33-40,共8页
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基金
国家自然科学基金项目(52105209)
西安石油大学青年创新团队基金项目(2019QNKYCXTD10)。
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文摘
全金属可溶桥塞作为一种新型压裂工具,其密封结构是影响压裂效率的关键因素。为探究不同密封环结构对密封特性的影响,建立单槽形、椭圆形、双槽形、双曲形4种金属密封环结构的数值模型,利用有限元法,对密封环径向变形特征、密封性能进行分析,以及考虑双曲形结构表面粗糙度对密封接触面积、接触应力、接触面近场应力分布的影响。研究结果表明:随着锥体轴向位移量增加,4种密封环径向变形始终与锥体轴向位移量呈正相关规律,密封环最大、最小径向变形分别位于厚度较大外圆侧、厚度较小外圆侧;复杂接触面可以强化密封环的密封性能,在同样锥体轴向位移量下,双曲形密封环结构密封性能为最好,椭圆形密封环结构性能最差;考虑切向摩擦力时,摩擦因数越大,接触面近场Mises应力沿摩擦力方向发生偏移越明显。所得结论可为井下全金属可溶桥塞密封环的结构优选提供参考。
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关键词
全金属可溶桥塞
径向变形
密封特性
摩擦力
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Keywords
all-metal soluble bridge plugs
radial deformation
sealing characteristics
friction
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分类号
TB42
[一般工业技术]
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