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题名高温高压井完井封隔器卡瓦力学分析及有限元数值模拟
被引量：6
- 1
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作者
窦益华
陈家元
曹银萍
秦彦斌
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机构
西安石油大学机械工程学院
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出处
《石油矿场机械》
2015年第4期51-54,共4页
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基金
国家科技重大专项"超深超高压气井油套管柱安全评价与控制技术研究"(2011ZX05046-04-07)
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文摘
针对井底高温高压环境容易造成卡瓦牙变形、断裂、严重损害套管等问题,应用静力学理论建立THT完井封隔器卡瓦力学模型进行力学分析,推导出卡瓦牙咬合时的正应力与剪切应力;利用ANSYS Workbench有限元软件,建立了卡瓦-套管咬合三维有限元模拟模型。结果表明:卡瓦牙应力和套管内壁接触应力沿轴向与周向分布都不均匀,在轴向上靠近加载端应力较大起主要锚定作用,远离加载端应力逐渐减小,几乎不起作用;周向上应力几乎沿几何对称面对称分布,对称面附近是主要咬合区。可针对上述应力分布特点对卡瓦结构进行优化设计。
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关键词
整体式卡瓦
完井封隔器
力学分析
有限元
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Keywords
holistic slips
completion packer
mechanical analysis
the finite element
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分类号
TE931.2
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名永久式密封锚定完井封隔器
被引量：4
- 2
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作者
张道鹏
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机构
川庆钻探工程有限公司井下作业公司
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出处
《石油机械》
北大核心
2009年第3期78-79,共2页
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文摘
针对川渝地区低效老井挖潜改造过程中,封隔器及其配套工具气密封性能较差,国外封隔器配套工具多、施工复杂等问题,研制了永久式密封锚定完井封隔器。该封隔器采用双卡瓦支撑,止锁环步进止锁机构,坐封牢固。在深井中封隔器上部可安装密封延伸管,当封隔器坐封后,解除内密封总成的锚定,实现生产管柱的动态密封,可减小管柱应力。威118井的现场试验表明,坐封成功后酸化施工最大压差45MPa,排液后测试产量10万m3/d,输气量为3万m3/d。
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关键词
密封锚定
完井封隔器
密封总成
解锁装置
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分类号
TE256.5
[石油与天然气工程—油气井工程]
TH136
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名高温高压深井试油与完井封隔器卡瓦力学行为模拟
被引量：2
- 3
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作者
华琴
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机构
陕西国防工业职业技术学院
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出处
《石油和化工设备》
CAS
2020年第1期5-9,共5页
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基金
高温高压深井试油与完井封隔器定位性能研究Gfy19-13
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文摘
高温高压深井作业中,试油与完井封隔器定位元件-卡瓦的力学性能直接影响到封隔器的定位性能。本文以RTTS完井封隔器为例,建立卡瓦、锥体和套管的力学模型,利用Ansys软件分析封隔器坐封时的综合受力情况、应力分布等,进而对影响封隔器定位性能的参数进行分析,为高温高压深井试油与完井封隔器选择、施工参数选择及封隔器改进设计提供参考。
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关键词
高温高压深井
试油与完井封隔器
卡瓦
模拟
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分类号
TE931.2
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名高温高压深井试油与完井封隔器卡瓦力学性能分析
被引量：2
- 4
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作者
华琴
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机构
陕西国防工业职业技术学院
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出处
《石化技术》
CAS
2019年第11期328-328,326,共2页
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基金
省级课题“高温高压深井试油与完井技术研究(SGH18V011)
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文摘
高温高压深井作业中,试油与完井封隔器定位性能取决于定位元件卡瓦。卡瓦的力学性能直接影响到封隔器在井下的坐封效果。本文以RTTS完井封隔器为例,了解卡瓦在高温高压深井试油与完井工艺中的工作性能;分析卡瓦受力情况、卡瓦与套管接触前后的相互作用力、卡瓦牙在套筒接触面上形成的复杂的接触应力及其分布规律、及其卡瓦牙根部应力计算公式,为封隔器卡瓦设计及施工参数提供依据。
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关键词
高温高压深井
试油与完井封隔器
卡瓦
力学性能
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分类号
TE2
[石油与天然气工程—油气井工程]
-
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题名耐高温可溶完井封隔器研制及应用
被引量：3
- 5
-
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作者
张茂斌
应海玲
李林涛
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机构
中国石油化工股份有限公司西北油田分公司
中国石油化工集团公司碳酸盐岩缝洞型油藏提高采收率重点实验室
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出处
《钻采工艺》
CAS
北大核心
2023年第4期101-105,共5页
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基金
国家科技重大专项“海相碳酸盐岩超深油气井关键工程技术”(编号:2017ZX05005-005)。
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文摘
裸眼完井是实现低压、低渗透油气层增产的重要措施之一,而完井封隔器工作性能是决定其成败的关键。以塔河油田为例,碳酸盐岩储层酸压后建产,生产过程中出现因生产压差控制不当、泥岩段裸露等因素造成井壁坍塌,导致井眼内完井封隔器无法解封、打捞磨铣工作费效比高等问题。为此,文章设计了一种可溶解易钻除的完井封隔器,采用柔性锚瓦结构及复合骨架,有效防止钢骨架过大变形对胶筒破坏;研发耐高温可溶解橡胶材料,满足扩张式封隔器大拉伸率和高温要求,同时封隔器的金属材料及橡胶材料在酸压后可在井筒液体中自行溶解。通过地面评价实验验证了所研制完井封隔器的耐高温和耐酸性能,在塔河油田的应用中封隔器下入顺利、坐封显示明显,在大规模酸压施工及求产过程中套压无异常。结果表明,所研制的耐高温可溶解封隔器能够满足完井—酸压—求产一体化作业需求,对提高深层油气开发效率具有重要价值。
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关键词
完井封隔器
可溶解
高温
应力
密封
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Keywords
open-hole packers
soluble
high temperature
stress
seal
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分类号
TE925.3
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名高温高压完井封隔器密封失效常见原因分析
被引量：6
- 6
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作者
华琴
秦彦斌
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机构
西安石油大学机械工程学院
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出处
《石化技术》
CAS
2018年第10期202-202,共1页
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基金
国家科技重大专项(2016ZX05051-19)
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文摘
高温高压井深井试油、完井作业具有"高、深、联、复"的特点,为确保高温高压井下作业安全,试油、完井过程中封隔器密封性能至关重要,针对高温高压复杂深井试油及完井过程中封隔器失封、损坏、断裂等封隔器引发的井下安全事故问题,以试油、完井封隔器(RTTS、THT、MHR)为例,分析封隔器失封与损坏的原因,并提出预防措施,解决高温高压深井试油、完井封隔器密封失效问题,减少封隔器事故的发生,保障安全生产。
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关键词
完井封隔器
密封
失效
原因分析
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分类号
TE925.3
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名海上完井封隔器胶筒设计及密封性能分析
被引量：8
- 7
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作者
鞠少栋
马认琦
洪秀玫
董健
刘传刚
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机构
中海油能源发展工程技术公司
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出处
《石油机械》
2015年第6期46-49,共4页
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基金
国家科技重大专项子课题"完井防砂工具系列化及现场应用"(2011ZX05057-002-004)
海油发展技术开发项目"钻完井工具辅助设计系统开发"(HFKJ-GJ2014005)
海油发展英才计划项目"井下封隔器设计分析模块开发"
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文摘
建立了海上完井封隔器胶筒尺寸设计与接触压力计算理论模型,同时利用ANSYS软件建立了胶筒密封轴对称有限元模型,基于橡胶材料本构模型确定了材料常数,带入有限元模型分析胶筒的密封性能与强度是否满足要求,并对比研究胶筒理论计算结果与有限元分析结果。分析结果表明,坐封阶段胶筒最大位移发生在双密封腔位置,最大接触压力发生在规环挤压胶筒处;工作阶段胶筒最大位移发生在胶筒挤入规环与套管的环形空间位置,位移最大值为7.1 mm,胶筒与套管最大接触压力为40.1 MPa。胶筒理论计算结果与有限元分析结果对比表明,坐封阶段和工作阶段胶筒与套管最大接触压力和胶筒压缩行程相差不大,说明2种方法的计算结果比较接近。
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关键词
完井封隔器
胶筒
密封性能
接触压力
压缩行程
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Keywords
completion packer
rubber sleeve
sealing performance
contact pressure
compression stroke
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分类号
TE925
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名顺北油田三高油气井完井测试封隔器影响因素及对策
被引量：18
- 8
-
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作者
周生福
崔龙兵
刘练
谢进
赵忠辉
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机构
中国石化西北油田分公司完井测试管理中心
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出处
《油气井测试》
2019年第3期37-41,共5页
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文摘
超深超高温高压含腐蚀介质油气井,完井封隔器应用成功率不到90%。梳理历年各类封隔器应用情况认为,影响完井封隔器成功率的关键因素是钻井泥浆固相沉淀、井眼轨迹、固井附件、桥塞钻屑,以及低压低产、气举掏空等极端工况下完井管柱的复杂受力。针对上述要素,建立了主要包括提高钻井液性能指标、优化完井管柱结构、保障井筒通畅性及清洁性、动态评价管柱安全性等手段的一套相对应的完井试油跟踪评价体系。经对2018-2019年20井次超深超高温高压含腐蚀介质油气井的应用评价,完井封隔器应用成功率提高5%。结果表明,该评价体系能够有效降低完井封隔器失败率,提高完井作业一次成功率,确保油气井生产过程中井筒完整性。
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关键词
碳酸盐岩油气藏
高温高压油气井
试油
腐蚀介质
完井封隔器
成功率
井筒完整性
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Keywords
carbonate reservoir
high temperature and high pressure oil and gas well
oil testing
corrosive medium
completion packer
success rate
wellbore integrity
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分类号
TE353
[石油与天然气工程—油气田开发工程]
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题名热力耦合下封隔器锚固失效及影响因素分析
被引量：5
- 9
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作者
刘怀亮
刘献博
席岩
刘宇
李军
连威
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机构
北京华美世纪国际技术有限公司
中国石油大学(北京)
北京工业大学
中国石油大学(北京)克拉玛依校区
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出处
《石油机械》
北大核心
2023年第12期17-24,37,共9页
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基金
国家自然科学基金青年基金项目“页岩气井多级压裂诱发断层滑移量化计算模型与套管变形控制方法研究”(52204018)
国家自然科学基金联合基金集成项目“复杂环境下水泥环全生命周期密封理论与控制方法”(U22B6003)
+2 种基金
国家自然科学基金联合基金重点支持项目“四川盆地深层超深层气井环空带压预防与管控基础研究”(U22A20164)
中国石油天然气集团有限公司科学研究与技术开发项目“200℃/105 MPa抗硫井下安全阀及封隔器研制”(2021ZG11)
中国石油大学(北京)克拉玛依校区引进人才基金项目“页岩油气井全生命周期井筒完整性分析与优化体系构建”(XQZX20220019)。
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文摘
在深井、超深井中,高温、高压的恶劣环境对封隔器的工作性能提出了更高要求。为此,基于能量守恒定律,考虑井筒-地层径向的温度传递过程,建立了井筒温度分布的理论计算模型;基于卡瓦有限元计算模型,明确了封隔器卡-套接触压力分布特征。分析结果表明:不同卡瓦牙齿与套管的接触压力存在明显的不均匀性;卡瓦倾角与卡瓦锥角是完井封隔器卡瓦结构设计的关键几何参数,卡瓦倾角对卡-套接触压力峰值影响变化幅值仅为1.65%,不同卡瓦倾角下卡瓦1~4号齿的卡-套接触压力变化幅值却高达22%,不同卡瓦锥角下卡-套接触压力峰值变化幅值高达27%,但卡瓦1~4号齿上的卡-套接触压力变化仅有8.5%。所得结论可为完井封隔器锚固系统设计提供理论参考。
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关键词
完井封隔器
热力耦合
计算模型
锚固系统
卡-套接触压力
卡瓦几何参数
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Keywords
well completion packer
thermal-mechanical coupling
calculation model
anchoring system
slip-casing contact pressure
geometric parameters of slip
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分类号
TE931
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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题名增材制造技术在超高膨胀封隔器中的应用
- 10
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作者
张辉
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机构
中石化胜利石油工程公司钻井工艺研究院
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出处
《石油矿场机械》
2020年第4期63-69,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”课题三“复杂地层钻井提速提效关键工具与装备”(2016ZX05021003)。
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文摘
石油和天然气行业不断关注增材制造技术在航空航天和汽车行业的应用发展。研发了利用增材制造技术的超高膨胀封隔器,该封隔器的支承环系统由增材制造。增材制造设计大幅减少了支承系统的构件数量,同时显著提高了膨胀能力和额定压力。密封元件系统与增材制造支承环安装在一起,提供了极端膨胀比、零挤压间隙和对不规则孔的良好适应性。分析和测试结果表明:直径膨胀比高达111%,与常规封隔器相比,提高50%以上;至少涵盖5种线重的套管(外径相同);在148.89℃的温度下,密封元件能够保持压力68.95 MPa。介绍了增材制造技术、增材制造支承环概念、增材制造材料力学性能、密封元件系统优化和测试情况,以期给我国的完井作业提供借鉴。
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关键词
增材制造
超高膨胀
完井封隔器
支承环
密封元件
室内测试
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Keywords
additive manufacturing
ultra-high expansion
completion packer
backup ring
packer element
indoor test
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分类号
TE931.2
[石油与天然气工程—石油机械设备]
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