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题名分瓣式卡瓦结构优化设计与试验分析
被引量：9
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作者
王方明
张勇
陈晓军
李兴杰
王兴燕
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机构
中国石油集团工程技术研究院有限公司北京石油机械有限公司
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出处
《石油机械》
北大核心
2021年第10期71-77,共7页
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基金
国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”(2016ZX05020-005)
中国石油天然气集团公司重大现场试验项目“长寿命螺杆+高效PDC钻头等提速提效技术现场试验”(2020F-47)。
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文摘
为了满足页岩气水平井套管变形工况下的压裂作业需求,提高小直径可溶桥塞在大环空坐封的锚定效果及承载能力,对分瓣式镶齿卡瓦进行了结构优化设计。结合卡瓦的工作原理,建立了各结构参数的力学分析与计算模型,并通过实例计算对卡瓦的箍环结构尺寸和锥面角等参数进行了分析和优选;同时开展了不同材料及结构参数条件下的卡瓦承载能力和箍环断裂等力学加载试验。研究结果表明:箍环的断裂及限位效果稳定,坐封及承载后卡瓦各瓣分布均匀且卡瓦齿的锚定牢靠;卡瓦的失效及断裂发生在前排齿的根部沿合力方向的危险截面;优化后的卡瓦最大承载轴向力达581.7 kN,能够满足小直径桥塞在页岩气水平井139.7 mm套管内大于50 MPa压力条件下的压裂施工作业要求。研究内容和所得结论对于可溶桥塞的现场安全应用有一定的指导作用。
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关键词
分段压裂
可溶桥塞
分瓣式卡瓦
结构设计
承载能力
试验分析
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Keywords
staged fracturing
soluble bridge plug
split slip
structure design
bearing capacity
experimental analysis
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分类号
TE257
[石油与天然气工程—油气井工程]
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题名大环空坐封用可溶桥塞锚定结构优化分析
被引量：1
- 2
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作者
喻成刚
杨建
李明
尹强
梅蕾
祝效华
王澳
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机构
中国石油西南油气田分公司工程技术研究院
西南石油大学机电工程学院
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出处
《石油机械》
北大核心
2025年第5期77-85,共9页
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基金
国家自然科学基金项目“膨胀率金属膨胀管防控页岩气井套管抗剪与抗挤机理研究”(52174210)
四川省自然科学基金项目“复杂压裂环境下页岩气井套管失效防控关键技术研究”(23NSFSC2137)。
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文摘
目前针对可溶桥塞卡瓦锚定行为的研究大多限于整体式卡瓦结构,该结构的膨胀极限比分瓣式卡瓦低,不能适应目前页岩气井套变频发且严重的现状。为此,基于分瓣式卡瓦受力分析,开展了可溶MgAl合金材料和套管材料力学拉伸试验,建立了可溶桥塞分瓣式卡瓦三维模型和有限元模型,通过有限元方法优化了影响桥塞锚定性能的因素。研究结果表明:齿槽轴向角度的推荐选择范围为15°~20°,最佳齿槽环向角度为10°,齿槽最优深度为6 mm,最佳齿槽前端距离为28 mm,最佳齿槽间距为15 mm;箍环材料的选择要同时考虑限位效果和塑性变形能力,箍环材料选择316L可以起到很好的限位作用。研究结果可为可溶桥塞的结构优化设计提供理论支持。
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关键词
可溶桥塞
锚定性能
分瓣式卡瓦
有限元模型
齿槽参数
影响分析
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Keywords
soluble bridge plug
anchoring performance
split slip
finite element model
socket parameter
influence analysis
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分类号
TE934
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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