基于正交试验法的高温封隔器镶齿卡瓦优化

作者：刘湘华

来源：石油机械, 2023, 51(07): 96-103.

DOI：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2023.07.013

• 封隔器镶齿卡瓦
• 高温
• 有限元模型
• 正交试验
• 优化方案

高温高压深井、超深井井下工况恶劣，对封隔器等井下工具性能提出了更为严格的要求。为此，以RTTS封隔器卡瓦为研究对象，结合高温井下工况开展卡瓦材料试验，运用有限元法以及正交试验设计，开展卡瓦力学行为分析。优化结果表明：井下高温条件会降低卡瓦材料力学性能，在210℃时屈服强度以及抗拉强度分别下降了9.19%和4.98%,高温下安全系数、安全裕度较常规工况应增加5%～10%;根据正交试验结果，可得卡瓦最优结构参数，即卡瓦安装间距20 mm、合金块安装倾角75°、合金块直径11 mm及卡瓦楔角8°;与原始方案对比，卡瓦最大应力由1 446.1 MPa下降为752.1 MPa,卡瓦各齿咬入深度均匀性标准差由0.003 05下降为0.000 732。所得结论可为镶齿卡瓦结构参数优化提供理论参考。

• 单位
  中国石油化工集团公司; 中国石油化工股份有限公司西北油田分公司