热力耦合下封隔器锚固失效及影响因素分析

作者：刘怀亮; 刘献博^*; 席岩; 刘宇; 李军; 连威

来源：石油机械, 2023, 51(12): 17-37.

DOI：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2023.12.003

• 完井封隔器
• 热力耦合
• 计算模型
• 锚固系统
• 卡-套接触压力
• 卡瓦几何参数

在深井、超深井中，高温、高压的恶劣环境对封隔器的工作性能提出了更高要求。为此，基于能量守恒定律，考虑井筒-地层径向的温度传递过程，建立了井筒温度分布的理论计算模型；基于卡瓦有限元计算模型，明确了封隔器卡-套接触压力分布特征。分析结果表明：不同卡瓦牙齿与套管的接触压力存在明显的不均匀性；卡瓦倾角与卡瓦锥角是完井封隔器卡瓦结构设计的关键几何参数，卡瓦倾角对卡-套接触压力峰值影响变化幅值仅为1.65%,不同卡瓦倾角下卡瓦1～4号齿的卡-套接触压力变化幅值却高达22%,不同卡瓦锥角下卡-套接触压力峰值变化幅值高达27%,但卡瓦1～4号齿上的卡-套接触压力变化仅有8.5%。所得结论可为完井封隔器锚固系统设计提供理论参考。

• 单位
  中国石油大学（北京）; 北京工业大学