完井封隔器力學(xué)性能分析及有限元模擬.pdf

1、隨著油氣藏的不斷開發(fā)，油田高溫高壓井所占比例也越來越大，高溫高壓井的井況更加復(fù)雜，對(duì)完井質(zhì)量的要求更高，對(duì)完井封隔器性能的要求亦更高。油氣井完井作業(yè)一般采用永久式封隔器，永久式封隔器多采用投球打壓方式坐封，高溫高壓井中以投球打壓方式坐封的完井封隔器應(yīng)用最廣的是THT封隔器。本文對(duì)高溫高壓完井封隔器的主要部分進(jìn)行了力學(xué)性能分析，主要包括以下幾方面:
　　首先完井封隔器的坐封位置要求比較精確，一般都在千分之五以內(nèi)，而且需要避開套管接箍

2、，封隔器與油管柱相連，一同下入井中，在溫度、壓力變化下，管柱會(huì)發(fā)生軸向變形，文章考慮到產(chǎn)生管柱軸向變形的各個(gè)效應(yīng)，對(duì)每一個(gè)效應(yīng)進(jìn)行了分析，并推導(dǎo)管柱軸向變形量的計(jì)算方程式，進(jìn)而得到使封隔器下入預(yù)定位置的管柱實(shí)際下入長度。
　　其次，完井封隔器良好的密封性能是完井作業(yè)以及后續(xù)開采作業(yè)正常進(jìn)行的前提條件，膠筒作為封隔器密封部分的核心元件，直接影響封隔器的密封性能，本文根據(jù)膠筒的受力狀態(tài)和變形情況，分析了膠筒的三種變形過程，得到封隔器的

3、坐封載荷和最大工作壓差，為坐封作業(yè)提供依據(jù)。
　　再次，卡瓦作為封隔器重要的組成部分，完井封隔器卡封后，其卡瓦起到支撐封隔器和鎖定膠筒的作用，THT封隔器采用反向雙整體式卡瓦。文章建立整體式卡瓦模型，根據(jù)其坐封過程的形態(tài)變化，得到整體式卡瓦沿應(yīng)力槽斷裂最小應(yīng)力及卡瓦強(qiáng)度方程式。卡瓦咬入套管后對(duì)套管也有一定量的損壞，并受到套管帶來的剪切力作用，根據(jù)有限元分析，得到卡瓦咬入套管深度及卡瓦牙與套管的接觸應(yīng)力，對(duì)封隔器的卡瓦改進(jìn)和選用具有