为提升带压起下钻过程中旋转控制头胶芯密封性能,基于虚功原理得到动态密封过程的有限元控制方程,并进行橡胶单轴压缩试验确立胶芯变形过程中的Yeoh本构模型;运用ABAQUS试验平台建立胶芯三维有限元模型,通过模拟起下钻过程中胶芯动态密封过程,得出密封面上受力分布规律;研究胶芯内锥角、外锥角、内径等结构参数对密封性能的影响。结果表明:胶芯主密封面的接触压力大于其他部位,其中主密封面与内锥面拐点处接触压力最大;内锥角增大时内锥面接触压力变大,外锥角增大时密封面接触压力波动,内径增大时主密封面接触压力降低。通过正交试验对结构参数进行优化,得到的最优结构参数组合为内锥角24°、外锥角64°、胶芯内径79 mm,优化方案的接触压力峰值降低了0.51 MPa,Mises应力幅值降低了57.5%。现场应用结果表明,优化方案在满足胶芯密封要求前提...

为了提高水力喷砂射孔技术的射流压力,加快水力喷砂射孔技术对非常规油气层和深层地层油气的开采速度,结合井下增压技术与水力喷砂射孔技术,研制井下水力增压器。为确保增压器安全有效地工作,防止活塞因受阻而卡死,根据该装置的结构和工作原理建立了活塞腔正反行程的流体域模型,分析增压器在工作过程中的增压特性和增压器自身工作频率与固有频率之间的关系,并开展井下水力增压器地面功能性试验,试验结果证实了该装置的可行性。研究结果表明:在活塞运动单一行程中,活塞运动速度、流体出射速度以及活塞腔流体压力均随时间呈现出先增大后逐渐趋于稳定的规律;增压器工作频率与固有频率不重合,不会引起共振现象。该研究结果为后期井下水力增压器二代设计与优化提供了参考。