水力扩张式封隔器胶筒力学性能有限元分析 被引量：16

1

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

2

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

3

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

4

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

5

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

6

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

扩张式封隔器接触力学行为及坐封效果评价 被引量：9

7

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

小直径扩张式封隔器压裂管柱的研制与应用 被引量：9

8

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

水平井分段压裂扩张式裸眼封隔器的研制及现场应用

9

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

10

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

封隔器胶筒肩部的力学分析 被引量：10

11

作者 徐小晨 张公社 《能源与环保》 2017年第9期150-153,159,共5页

为了适应老油田精细分层注水需求,应加强现有封隔器结构设计的合理性。针对扩张式封隔器的胶筒长度比较长,扩张时各部分扩张不均匀,肩部容易破坏的问题进行了研究。根据扩张式注水封隔器坐封原理,采用了有限元的方法,以业内具有较高认可... 为了适应老油田精细分层注水需求,应加强现有封隔器结构设计的合理性。针对扩张式封隔器的胶筒长度比较长,扩张时各部分扩张不均匀,肩部容易破坏的问题进行了研究。根据扩张式注水封隔器坐封原理,采用了有限元的方法,以业内具有较高认可度ANSYS Workbench15.0有限元软件,对一种具有10 mm补偿结构的K334-112封隔器进行了力学分析。对输出结果分析表明,胶筒在各个部分的受力情况和位移状态都是不均匀的,应力集中始终出现在胶筒肩部,在设计胶筒时如果能改善应力集中部分的性能,将使得封隔器的设计更加合理。这样运用有限元的方法分析优化封隔器的结构与传统的使用实验的方法相比,更能适应现在高速发展的机械结构研究邻域,使得封隔器制造商能有更高的行业竞争力。 展开更多

关键词 精细分层注水 扩张式封隔器 长胶筒 ANSYS Workbench15.0 应力应变

在线阅读 下载PDF 职称材料

热采桥塞堵水验封管柱的创新与应用 被引量：11

12

作者 杨法仁 张有天 +1 位作者 王峰 王振江 《石油矿场机械》 2009年第3期91-94,共4页

提出了采用热采桥塞堵水验封一体化管柱来解决桥塞的验封问题,介绍了热采桥塞堵水管柱丢手后,通过扩张式封隔器的改造,配合滑套开关解决了桥塞密封性检验,实现了桥塞一趟管柱的坐封和验封,取得了很好的效果。

关键词 热采桥塞 扩张式封隔器 滑套开关 验封 一体化管柱 应用效果

在线阅读 下载PDF 职称材料

顶部注水泥工艺在东胜气田多层开发中的首次应用 被引量：2

13

作者 张辉 《天然气技术与经济》 2020年第4期41-45,共5页

为了充分认识顶部注水泥工艺在垂向不同类型气藏开发应用的可行性,以具有代表性的鄂尔多斯盆地东胜气田上古生界含水气藏和元古界裂缝性气藏为研究对象,分析了固井难点、双封隔器管串结构及正注反挤固井工艺设计,首次在东胜气田定向井... 为了充分认识顶部注水泥工艺在垂向不同类型气藏开发应用的可行性,以具有代表性的鄂尔多斯盆地东胜气田上古生界含水气藏和元古界裂缝性气藏为研究对象,分析了固井难点、双封隔器管串结构及正注反挤固井工艺设计,首次在东胜气田定向井开展了Φ139.7 mm顶部固井试验评价。研究结果表明:①锦142井顶部注水泥工艺保障了元古界裂缝性气藏筛管完井无水泥污染及上古生界含水气藏的固井有效封固;②顶部注水泥工艺是在同一井径条件下建立分层多样完井方式的重要手段,可以实现垂向多层精细化动用;③采用双封隔器管串结构设计,优选井径规则且井壁稳定性地层作为安放位置,有效防止了水泥浆下落;④正注反挤固井工艺有利于提升垂向多层恶性漏失井的固井质量。结论认为,顶部注水泥工艺简化了井身结构,节约了成本,避免了水泥浆污染气层,为国内垂向不同类型致密气藏高效开发提供了借鉴。 展开更多

关键词 顶部注水泥工艺 水力扩张式封隔器 正注反挤 鄂尔多斯盆地 车胜气田 上古生界含水气藏 古元界裂缝性气藏

在线阅读 下载PDF 职称材料

防顶丢手管柱验封装置研究与应用 被引量：1

14

作者 尹文军 《石油机械》 北大核心 2010年第5期69-70,共2页

在安装防顶丢手管柱时,为了验证下部的分层管柱是否密封,需要单独下一趟试压验封管柱。为此,研制了防顶丢手管柱验封装置。该装置主要由扩张式封隔器、阀球、滑套、密封套、外密封圈、定压弹簧、连接头、上密封圈、下密封圈等组成。37... 在安装防顶丢手管柱时,为了验证下部的分层管柱是否密封,需要单独下一趟试压验封管柱。为此,研制了防顶丢手管柱验封装置。该装置主要由扩张式封隔器、阀球、滑套、密封套、外密封圈、定压弹簧、连接头、上密封圈、下密封圈等组成。37口井的现场应用表明,该管柱的应用优化了作业工序,平均单井施工周期缩短了30h;作业过程中的验封工序避免了6次返工作业,节约作业费用60余万元。 展开更多

关键词 防顶丢手管柱 验封 扩张式封隔器

在线阅读 下载PDF 职称材料

潜山长裸眼段分层测试方案在BC02井优化实施 被引量：1

15

作者 王文广 罗淮东 +2 位作者 孙云鹏 曲兆峰 段炬霞 《油气井测试》 2016年第5期58-62,共5页

针对BC02井潜山长裸眼段,通过不同方案比选,确定适合该井的水力扩张式封隔器分层测试方案;该方案施工风险低、分层效果好,且节省作业时间;水力扩张式封隔器分层测试在BC02井的成功应用,顺利解决了该井长裸眼段分层测试难题,可以准确认... 针对BC02井潜山长裸眼段,通过不同方案比选,确定适合该井的水力扩张式封隔器分层测试方案;该方案施工风险低、分层效果好,且节省作业时间;水力扩张式封隔器分层测试在BC02井的成功应用,顺利解决了该井长裸眼段分层测试难题,可以准确认识各层段地层含油气情况,为后续此类井分层测试提供有益的指导。 展开更多

关键词 潜山长裸眼段 分层测试 遇油/遇水自膨胀管外封隔器 水力扩张式管外封隔器

在线阅读 下载PDF 职称材料