全金属可溶球座密封环结构设计与性能分析

作     者：董黎明 钟林 周忠泽 邱顺佐 王广申 DONG Liming;ZHONG Lin;ZHOU Zhongze;QIU Shunzuo;WANG Guangshen

作者机构：中石化胜利石油工程有限公司技术发展部 西南石油大学机电工程学院 中国石油塔里木油田分公司应急中心 宜宾学院国际应用技术学部 

基　　金：国家自然基金面上项目“油气装备摩擦副仿生表面织构抗磨减阻机理与设计理论研究”(编号:51775463) 国际合作项目“基于分子动力学的复合钻头滑动轴承纳米织构表面动态摩擦学行为研究”(编号:2019-GH02-00055-HZ) 中国国家重点研发计划“双层连续管双梯度钻井举升系统研发”(编号:2018YFC0310201) 

出 版 物：《钻采工艺》 (Drilling & Production Technology)

年 卷 期：2023年第46卷第6期

页      码：106-112页

摘      要：为解决桥塞分段压裂工艺开采页岩气中全金属可溶桥塞球座密封环断裂造成密封失效,压裂效果差等问题,设计整体式和组合式结构的密封环,确定结构参数。利用有限元方法开展两种密封环性能对比,进行室内实验与现场测试。研究结果表明,整体式密封环与卡瓦接触位置存在应力集中,与整体式密封环相比,在相同坐封力下,组合式密封环可顺利坐封,且应力分布均匀,表明组合式结构更加优越。常温和高温下打压51 MPa,稳压后,常温下压力回落至47.4 MPa,高温下井筒压力基本不变,高温下打压升至60、70 MPa过程中压力下降,表明存在二次坐封,卸压后无液体渗出。组合式密封环被应用于页岩气水平井,当排量不变时,套压从51 MPa上涨至60 MPa,继续保持排量压力未回落,证明地层压开。以上结果表明组合式全金属可溶球座密封环密封严格,承压性能良好,可为全金属可溶桥塞密封环的设计及应用提供理论指导。

主 题 词：页岩气 组合式 全金属可溶密封环 结构设计 性能分析 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 08[工学] 082002[082002] 

D　O　I：10.3969/J.ISSN.1006-768X.2023.06.17

馆 藏 号：203125933...