封隔器分段式胶筒密封结构研究

作者：王晓龙; 李斌^*; 郑旭; 曹会; 于富盛

来源：应用力学学报, 2020, 37(06): 2650-2711.

• 封隔器
• 分段式胶筒
• 最大接触应力
• 密封性能

为了提高封隔器的密封性能,将常规封隔器胶筒改进为分段式胶筒,并基于有限元仿真分析软件对封隔器坐封过程进行模拟;分析了在20MPa坐封载荷下,常规胶筒和新型胶筒与套管壁间、中心管间的接触应力分布规律、胶筒Mises应力变化规律和剪切应力变化规律,以及胶筒硬度对新型胶筒力学性能的影响规律。分析结果表明:新型胶筒与套管壁间最大接触应力比常规胶筒提高了47.19%,平均接触应力提高了20.71%,密封系数提高了2.31%;新型胶筒与中心管壁间最大接触应力比常规胶筒提高了23.30%,平均接触应力提高了7.61%,密封系数提高了6.99%;新型胶筒Mises应力为14.89MPa,小于常规胶筒的Mises应力(20.30MPa),新型胶筒剪切应力为6.24MPa,小于常规胶筒的剪切应力(9.49MPa)。该新型胶筒增加了胶筒与套管壁、中心管壁间的接触应力和密封系数,降低了胶筒的Mises应力和剪切应力,提高了封隔器胶筒的密封性能和使用寿命。

• 单位
  中国石油集团长城钻探工程有限公司压裂公司; 石油大学机电工程学院