针对具有单向护肩结构的大扩张比封隔器入井测试问题进行了研究,由于该封隔器扩张比达到40%,远高于常规封隔器,为防止封隔器胶筒坐封过程中发生大的挤压变形和向上位移,在封隔器胶筒上端设计了护肩机构,而常规封隔器上环空试压方法不能验证护肩功能,并容易导致封隔器解封。为此对大扩张比封隔器实际坐封状态进行了有限元计算和地面测试,在此基础上设计了能够实现下环空测试封隔器性能的管串结构和试验工艺,并完成了入井试验。试验结果表明封隔器下环空试压达到18MPa,封隔器护肩坐封过程中能够胀开保护胶筒并在上提解封时实现收缩。研究所形成的计算及试验工艺方法实现了对封隔器工作状态的有效测试,为封隔器功能完善、结构改进提供了参考依据。

井下防喷器可直接从溢流源头坐封,可有效防止井喷的发生。为了研究井下防喷器的坐封过程及密封性能,利用ABAQUS软件建立了井下防喷器有限元模型,首先对实际工况下防喷器的坐封过程进行分析,然后在防喷器坐封过程模拟结果上开展密封性能分析。分析结果表明:胶筒在内外压差作用下与套管发生挤压作用,使得井下防喷器在坐封后最大Mises应力及最大接触压力都出现在胶筒与套管中间接触部位,其在坐封后井筒已完全密封;在其他工况不变的情况下,当下部流体压力为25 MPa时,受下部流体挤压作用,拐角处胶筒接触压力相比流体压力为0时明显增大,胶筒中间部位接触压力呈现“牛角状”,此时防喷器胶筒的密封性能良好;在下部流体压力为30 MPa时,井下防喷器内胶筒的金属骨架已经发生严重变形并全部发生位移,此时防喷器的胶筒被高压流体穿破,即防喷器的密...

针对射流冲击器缸体在水平井应用中内壁断裂的问题,提出了一种新的加工工艺,即采用加热装配的方式加工缸体,在缸体热装方案设计中确定了缸体热装的加热温度、过盈量及承压力等关键参数。并采用了模拟试验的方式验证了热装方案设计的合理性,最终成功实现了冲击器缸体热装装配。采用此加工工艺加工缸体,使缸体内壁厚度从原来的5 mm增大到10 mm,大幅度提高了缸体的强度,解决了缸体内壁断裂问题。通过热装温度、加热时间的理论计算,确定了缸体加热装配方案及缸体加热装配的过盈量,进行了外缸加热膨胀量变化规律试验,在此基础上实现了缸体加热装配,对热装缸体进行了打压试验及台架检测试验,验证了缸体加热装配的可行性,为缸体质量提升找到了一种新的加工方法。