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。

摘要：长输管道智能封堵机器人通过清管器的发球端进入管内,在管道介质推动下向前运动,到达指定封堵管段时减速、刹车并封堵。为了避免其运动中碰撞、冲击,保障作业安全性,需实现封堵机器人管内运动规律可调可控。因此,文中基于节流压降原理,设计了封堵机器人可调速模块,建立整机运动分析模型,分析其驱动皮碗个数、泄流装置开度、管道的摩擦因数和适用管道尺寸等因素对速度调节规律的影响。结果表明:摩擦因数在0.58~0.68范围内对发挥调速性能的最小开度值影响较小;随着开度的增大,机器人前后的压差值逐渐减小,当开度超过0.25,管道智能封堵机器人将减速运动;随着开度的增大所需要的启动压力将相应增大;在不同管径的长输管中,运行驱动力及阻力随管径增大近似于正比增加。文中研究可为可调速长输管道智能封堵机器人设计、工程样机研制及应用提供理论及数据支撑。