高性能裸眼封隔器关键机构测试及优化

发布时间：2021-02-18 04:56

　　国内对深层、超深层含硫裸眼封隔器的研究设计不能完全满足深层井现场施工需要。为此,研制了适应井径165.1 mm的高性能压缩式裸眼封隔器,开展了该封隔器保持坐封力机构、胶筒间的接触角以及护肩机构分瓣数等对胶筒密封能力的室内试验评价及关键机构的优化,分析了护肩保护及棘齿机构坐封力保持中存在的双向密封可靠性低和保持坐封力差的问题,优化了护肩及棘齿参数,并进行了现场试验。现场试验结果表明:研制的压缩式裸眼封隔器采用碗状护肩保护及独有的保持坐封力机构,在套管内径180 mm和温度150℃时,双向密封承压均达到65MPa;该封隔器在高温高压气井中具有良好的通过性与适应性,满足复杂井况要求;解决了高温、高压、含硫及钻井液环境等复杂井况下工具稳定性差的问题。研究结论可为复杂完井工具的研发提供技术支撑。 

【文章来源】：石油机械. 2020,48(11)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

裸眼封隔器结构示意图

试验所需设备主要有平板硫化机、加热油槽、试验工装和加压泵。试验工装主要由组合胶筒和试验套管等组装而成，如图2所示。试验工装组装后，将其放置在加热油槽内加热至150℃，并保温24 h，再用平板硫化机按胶筒坐封力加压至最高压力，模拟胶筒坐封，最后连接加压管线，逐级加压，加压参数设置为13.8、27.6、41.4及55.2MPa，各稳压1 min，达到69.0 MPa时稳压15min，验证胶筒的密封性能。2.1.2 试验结果

图3～图7为5组胶筒组件在不同井径下的试压曲线，各组最后一级按69 MPa、稳压15 min做稳压试验。从图3～图7等5组试压曲线可以看出，压降范围在0.10～0.95 MPa时，最大的压降产生于内径187 mm套管试验。同时单独对护肩进行了分析，先对试验后各个内径尺寸套管所用护肩进行了测绘，内径176～185 mm试验套管用护肩机构张开后无断裂，如图8所示，其扩张尺寸与所用套管内径尺寸相近，仅相差±0.5 mm。内径187 mm试验套管用护肩张开后有断裂，其扩张尺寸最大，达到了+4.1 mm，表明此时胶筒虽然起到了一定的密封作用，但护肩已经损坏，胶筒已接近它的密封极限。图4 内径179 mm套管内胶筒密封试验压力曲线图

【参考文献】：
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本文编号：3039065