皮碗封隔器胶筒验
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KCY211封隔器一、用途:该封隔器可应用于油田的压裂、酸化、采油、注水、试油、测试等多种工艺管柱。
若封隔器要承受较高下压差时,需与水力锚配套使用。
二、工作原理:该封隔器为轨道卡瓦封隔器,通过上提、正转、然后下放管柱压重坐封。
直接上提管柱解封。
三、主要特点:施工操作方便,可用于深井;摇臂式卡瓦结构坚固,不易中途坐封;设计有循环通道,可避免上提工具时产生抽吸,有利于解封。
四、技术参数:规格指标KCY211-102 KCY211-115 KCY211-135 KCY211-146 KCY211-148 KCY211-210 钢体最大外径(mm)102 115 135 146 148 210通径(mm)50 50 62 62 62 76总长(mm)1000 1300 1350 1400 1400 1830工作压差(MPa)≤50 ≤50 ≤50 ≤50 ≤50 ≤50工作温度(℃)≤120 ≤120 ≤120 ≤120 ≤120 ≤120 坐封载荷(kN)80~100 80~100 80~100 80~100 80~100 80~100适用套管内径(mm)108.6~114.1121.4~127.3144.1~150.4153.7~161.7157.1~161.7216.8~226.6五、结构示意图:KCY111封隔器一、用途:该封隔器广泛应用于油井采油、注水、跨隔测试、油层处理等管柱工艺。
若该封隔器下部压力较高时,需与水力锚配套使用。
二、工作原理:该封隔器是一种无卡瓦支撑式封隔器,施工时只需施加足够的压重,就可将封隔器坐封。
直接上提管柱解封。
三、主要特点:该封隔器可传递扭矩,结构简单,施工操作方便。
四、技术参数:规格指标KCY111-75 KCY111-89 KCY111-95 KCY111-100 KCY111-112 KCY111-115 KCY111-135 KCY111-148 最大钢体外径(mm)75 89 95 100 112 115 135 148通径(mm)41 41 50 40 60 60 60 60总长(mm)630 680 680 725 720 700 930 825工作压差(MPa)≤50 ≤50 ≤50 ≤50 ≤50 ≤50 ≤50 ≤50 工作温度(℃)≤120 ≤120 ≤120 ≤120 ≤120 ≤120 ≤120 ≤120 坐封载荷(kN)60~70 60~70 60~70 60~70 60~70 50~60 50~60 60~70适用套管内径(mm)88.9 101.6 104~107108.6~114.1118.6~121.4121.4~127.3144.2~150.4154.8~161.7五、总装示意图:KCFDY211封隔器一、用途:该封隔器与KCY211封隔器配套使用可用于油井的隔水采油。
封隔器1、概述:封隔器是在套管里封隔油层的重要工具。
它的主要元件是胶皮筒,通过水力或机械的作用,使胶皮筒鼓胀密封油管和套管的环形空间,把上下油层分开,达到某种施工目的,这就是封隔器的主要作用。
2、分类:封器的型式很多,按其工作原理分为八种类型,即支撑式、卡瓦式、皮碗式、水力扩张式(水力压差式)、水力自封式、水力密闭式、水力压缩式、水力机械式。
按封隔元件的工作原理分为四种,即自封式、压缩式、楔入式、扩张式。
3、编号:旧编号是用油田代号、型式代号、公称尺寸、结构代号、设计次数。
部定型油田代号型式代号适用套管公称直径结构设计产品代号代号代号大庆DQ 支撑式 1 41/2套管43/4裸眼 4胜利SL 卡瓦式 2 5、51/2、53/4套管51/4裸眼 5四川SC 皮碗式 3 65/8套管 6大港DG 水力扩张式 4 7、75/8套管73/4、71/2裸眼7华北HB 水力自封式 5 85/8套管81/2裸眼8D 江汉JH 水力密闭式 6 93/4裸眼9玉门YM 水力压缩式7 113/4裸眼11新疆XJ 水力机械式8 121/4裸眼12青海QH长庆ZQ辽河LH江苏IS河南HN吉林JL海洋HY如上述方法表达不清时可适当加用文字,例如HB671型裸眼封隔器;石油部定型产品可在油田代号前加D,如DSL151型封隔器,表示部定型的胜利油田研制的支撑式封隔器,适用127套管。
1.新编号是按封隔元件分类代号、支撑代号、座封代号、解封代号、及封隔器钢体最大外径五个参数依次排列进行编号的。
分类代号支撑方式代号座封方式代号解封方式代号钢体最大外径自封式Z 尾管 1 提放管柱 1 提放管柱 1 mm压缩式Y 单向卡瓦 2 旋转管柱 2 旋转管柱 2楔入式X 无支撑 3 自封 3 钻铣 3扩张式K 双向卡瓦 4 液压 4 液压 4锚瓦 5 下工具 5 下工具 5应用本标准时,可将油田名称加到封隔器型号的前面,特殊用途加到封隔器型号的后面。
井下工具技术总结2011年-2015年期间从事井下工具作业,在此期间学习了关于井下工具的理论知识,掌握了井下工具的操作规程以及操作技术,主要了解的工具种类有:双皮碗封隔器、RTTS封隔器以及加长版RTTS封隔器、Y211封隔器、MCHR封隔器、PHP封隔器、RBP可取式桥塞、WBM机桥、复合式机桥、SHR-HP封隔器、K344裸眼封隔器、K341裸眼封隔器等井下工具。
一、工具用途以及坐封、解封类别1、双皮碗封隔器是一种简单、实用、防砂效果好的完井投产封隔器、在地层产能较低的情况下生产井配合电泵、筛管、防砂管等工具进行投产。
坐封:自封式坐封。
解封:直接上提管柱。
2、RTTS封隔器是一种大通径、可封隔双向压力的悬挂式封隔器。
设计用作地层测试、酸化、注水泥塞井作业,大通径使在只有较小的压力降下泵过大量流体,并可通过过油管射孔枪。
因此RTTS 封隔器在一次下井中可完成各种功能作业。
坐封:上提管柱,正转,加压管柱坐封。
解封:上提管柱解封。
3、Y211封隔器是一种可封隔双向压力的悬挂式封隔器。
设计用作套管找漏、完井等作业。
坐封:上提下放坐封。
解封:上提管柱解封,。
4、MCHR液压封隔器是一种液压式的可取式套管封隔器。
它纯粹依靠液压坐封,可一个或多个一起下入井中。
它特别适合于机械坐封和电缆坐封的封隔器不适宜下入的斜井中。
坐封:油管打压坐封。
解封:上提管柱解封。
5、PHP液压座封封隔器可以单个或多个下入井中,推荐用于任何不适合机械或电缆座封的斜井,可以不动油管座封封隔器,一旦座封,封隔器就被双向卡瓦锁定在预定位置,并且能承受极高的压差。
坐封:油管打压坐封。
解封:上提管柱或旋转管柱。
6、RBP可取式桥塞有特殊的液压卡瓦设计,下井遇阻不会误座封、座卡,可用于斜井、水平井,独特设计的密封胶筒结构,大大提高桥塞的耐压能,每批次产品出厂前都要经过严格试验,丢手压力标定,采用双向卡瓦,锚定可靠,专门设计的打捞机构,强制卡瓦复位,打捞成功率100%,工具设有洗井通道,下到预定位置后可正、反洗井。
Y-342封隔器设计封隔器是采油工程中用来分层的井下工具。
封隔器上设计有采油通道,坐封时,活塞套上行,采油通道被打开;坐封后,上层压力作用在平衡活塞上,向上推胶筒,使解封销钉免受剪切力;解封时,靠胶筒与套管的摩擦力剪断解封销钉,活塞套下行,关闭采油通道。
优点:减少了油井封隔器堵水施工工序,能方便地实现不压井不放喷作业,并且能双向承受高压,使用寿命长。
油田常用的皮碗封隔器为自封式。
其皮碗外径大于套管内径,靠皮碗与套管的过盈配合来实现封隔器的密封,下井时阻力大,皮碗易磨损和刮坏,从而失去密封性。
随着对油层的深入认识,厚油层挖潜势在必行,同时也对井下封隔器提出了更高的要求。
4.1.1封隔器的分类及型号编制⑴封隔器的分类封隔器封隔件实现密封的方式进行分类。
自封式:靠封隔件外径与套管内径的过盈和工作压差实现密封的封隔器。
压缩式:靠轴向力压缩封隔件,使封隔件外径变大实现密封的封隔器。
扩张式:靠径向力作用于封隔件内腔,使封隔件外径扩大实现密封的封隔器。
组合式:由自封式、压缩式、扩张式任意组合实现密封的封隔器。
⑵封隔器型号编制编制方法:按封隔器分类代号、固定方式代号、坐封方式代号、解封方式代号及封隔器钢体最大外径、工作温度/工作压差六个参数依次排列,进行型号编制,其形式如下:SHAPE \* MERGEFORMAT图8代号说明:分类代号:用分类名称第一个汉字的汉语拼音大写字母表示,组合式用各式的分类代号组合表示。
见表2。
表2 分类代号固定方式代号:用阿拉伯数字表示,见表3。
表3 固定方式代号坐封方式代号:用阿拉伯数字表示,见表4。
表4 坐封方式代号解封方式代号:用阿拉伯数字表示,见表5。
表5 解封方式代号钢体最大外径:用阿拉伯数字表示,单位为毫米(mm)。
工作温度:用阿拉伯数字表示,单位为摄氏度(℃)。
工作压差:用阿拉伯数字表示,单位为兆。
4.2常用分层注水工具的结构、原理4.2.1封隔器随着现场井况的变化,封隔器也随之逐步改进,形成了多种多样的、满足各种条件的封隔器。
V形橡胶密封V-type rubber seal;V-packing 往复运动用橡胶密封的一种。
截面为V 形,很少单独使用,一般由带有夹布织物的压环、支撑环和数个V形密封环组合使用,密封环的个数取决于密封压力大小。
V形密封环由胶布或纯橡胶模压而成,胶料一般使用NBR,压环和支环一般用较硬的胶布压制,支撑环也可用硬质塑料压制。
V形密封组合件主要用于重型设备的活塞杆、塞柱。
此种密封组合件能提供很好的稳定性和较好的耐磨性,并可防止密封环被挤入间隙,即使在苛刻条件下,如轴向或径向振动、突然的压力、温度变化等仍可提供最佳的密封效果。
适用于液压油、水和乳化液等介质,使用压力可达40 MPa以上,表面线速度一般为0.5m·s-1,使用温度为-30~120 ℃。
鼓形橡胶密封rubber drum seal;double acting fluid seal 复合往复密封的一种。
截面为鼓形,又称活塞密封圈,系为单向和双向动作的活塞而设计的。
根据使用要求有不同的截面结构,但都是由NBR和胶布直接模压而制成的复合型弹性密封圈。
使用时胶布须上两个塑料挡圈或L型衬套,通过密封唇的过盈及对断面的压缩使唇紧压于被密封面而保证初始密封。
这类密封特别适用于大型液压提升塞柱、稳定的液压缸等,其允许工作压力高达 75 MPa,线速度为0.5 m多唇往复橡胶密封multiple lip reciprocating rubber seal 具有两个以上密封唇的复合橡胶密封件。
根据使用条件有不同的截面结构。
大多由NBR和带织物的胶布层组成,两者可以直接模压成一体,也可以分别模压、硫化后组合成密封体。
密封面均带有多个密封唇和润滑油沟槽,使其工作时密封唇表面保留少量润滑油,起到减少摩擦和散热的作用。
使用时密封的上、下一般有两个塑料挡圈,以防止密封圈在高压下被挤入间隙。
根据结构不同,其工作压力一般为20~40MPa,线速度为0.1~0.2m·s-1,可在液压油、水和乳化液中工作。
Z 331封隔器在文南油田找漏中的应用X曹峰真,曹峰凤,唐智慧,孙丽娟,祝清勇,孙丽萍(中原油田分公司采油四厂,河南濮阳 457176) 摘 要:文南油田开发中后期,随着套管使用年限的增长及酸化、挤堵、重炮、压裂等大型措施的实施,都会造成油水井套变、套漏、套管外窜槽等现象,严重影响油水井的正常生产。
针对文南油田目前应用的井温测试、同位素测试、脉冲中子氧活化测试和K 344机械找漏找窜等工艺中存在的缺陷,不能满足生产需要。
为解决浅中部找漏难题,将用于井口试压的Z331封隔器应用到浅部找漏,并在应用成功的基础上,大胆创新改进,将泄液器用于Z331找漏管柱,形成中深部找漏管柱。
通过一年的应用,取得了较好的效果。
关键词:Z331;封隔器;找漏应用 中图分类号:T E358+.4 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)02—0016—03 文南油田属于高温、高压低渗复杂断块非均质油气藏。
随着注水开发的不断深入,高压层逐渐增多,层间矛盾越来越突出,注水压力逐年增高(目前平均注水压力33.2MPa ),酸化、挤堵、重炮、压裂等大型措施的实施,套管使用年限较长(部分井已超过20年)、固井质量差,都会造成油水井套变、套漏、套管外窜槽等现象,严重影响油水井的正常生产。
据统计,2006年以来共实施井温测试、环空流量测试、同位素测试找漏及找窜40井次,证实层间套漏7井次、窜槽6井次,机械卡封证实层间窜槽4井次,影响水驱动用储量22.2万吨,损失可采储量5.6万吨,影响油井见效增油1.26万吨。
文南油田目前主要应用了井温测试、同位素测试、脉冲中子氧活化测试和K 344机械找漏找窜等工艺。
井温测试信号易受外界环境的干扰,找漏结果准确率较低,且不能准确判断窜、漏具体位置;同位素找漏虽然结果准确,但易对环境造成污染,近几年在找漏方面应用越来越少;脉冲中子氧活化测试找漏对于漏失量较小(<20m 3/d)的井找漏结果不明显;K344机械找漏找窜管柱只能在浅部应用,而且井口压力不稳定,易判断失误,不能满足生产需要。
常用封隔器所谓封隔器,即是为了满足油水井某种工艺技术目的或油层技术措施的需要,由钢体、胶皮封隔件部分与控制部分构成的井下分层封隔的专用工具。
它的主要封隔元件是胶皮筒,通过水力或机械的作用,使胶皮筒鼓胀密封油管和套管的环形空间,把上、下油层分隔开,以达到某种施工的目的。
1封隔器的分类及型号编制目前,各油田所使用的封隔器形式很多,按其工作原理不同,可分为支撑式、卡瓦式、皮碗式、水力扩张式、水力自封式、水力密闭式、水力压缩式和水力机械式8种类型;按其封隔件(密封胶筒)的工作原理不同,可分为自封式、压缩式、楔入式、扩张式和组合式5种类型。
封隔器型号编制的基本方法是按封隔器分类代号、支撑方式代号、坐封方式代号、解封方式代号及封隔器钢体最大外径、工作温度、工作压差等参数依次排列,进行型号编制。
其形式如图1所示。
图1封隔器型号其中分类代号用分类名称第一个汉字的汉语拼音大写字母表示;组合式用各式的分类代号组合表示;支撑方式代号、坐封方式代号、解封方式代号均用阿拉伯数字表示(见表1、表2、表3、表4所示);钢体最大外径、工作温度、工作压差也均用阿拉伯数字表示,单位分别为毫米(mm)、摄氏度(℃)、兆帕(MPa)。
例如:Y211-114-120/15型封隔器,表示该封隔器为压缩式,单向卡瓦固定,提放管柱坐封,提放管柱解封,钢体最大外径为114mm,工作温度为120℃,工作压力为15MPa。
表1分类代号分类名称自封式压缩式楔入式扩张式组合式分类代号Z Y X K用各式的分类代号组合表示表2支撑方式代号支撑方式名称尾管支撑单向卡瓦悬挂双向卡瓦锚瓦支撑方式代号12345表3坐封方式代号坐封方式名称提放管柱转动管柱自封液压下工具热力坐封方式代号123456表4解封方式代号解封方式名称提放管柱转动管柱钻铣液压下工具热力解封方式代号1234562封隔器的基本用途封隔器的使用范围几乎遍及勘探和开发的各个生产过程。
但油井维修中所遇到的封隔器多数实现下列目的:2.1封隔产层或施工目的层,防止层间流体和压力互相干扰,以适应各种分层技术措施的需要;大修中进行堵漏、封窜等作业。
常⽤封隔器使⽤说明各型号封隔器使⽤说明书⼀、DY245-150型封隔器1、技术参数:最⼤外径:150mm;座封压⼒:20MPa;最⼤内径:36mm;解封⼒:40-60KN丢⼿后通径:100mm;总长:1200mm;⼯作压⼒:上压〈15MPa;下压〈10MPa使⽤温度:350℃(⾼温)2、结构:封隔器采⽤⽔⼒座封,上提解封、丢⼿同时完成的结构。
结构可分为座封、丢⼿、主体、解封四部分。
座封部分主要是液动系统,可以产⽣⾜够的座封⼒。
丢⼿部分由弹性⽖、滑阀及⽀撑等部件组成,滑阀移动由销钉控制,剪断锁钉后滑阀将⽀撑件分开可保证准确的座封压⼒和⾜够的推动⼒,使丢⼿准确可靠。
主体部分包括密封件、卡⽡、锥体及缩紧机构,密封件在350℃⾼温下长期使⽤密封可靠,卡⽡为单向卡⽡,锥体在上⾯解封容易,锁紧机构为双级锁紧,⼀级为单向锯齿⽛块锁紧,由⽚状箍簧压紧,箍簧为耐⾼温材料制造,具有体积⼩、强度⾼、锁紧⼒⼤的特点;另⼀级为⽆级内卡⽡锁紧,可保证锥体只能单项移动,使封隔器能承受双向压差。
解封部分由分瓣接头、解封打捞套组成,只有在下⼊专⽤⼯具才能解封,解封可以上提,也可以正转管柱来实现。
3、⼯作原理:将管柱下到设计位置,投⼊钢球,⽤⽔泥车憋压,当压⼒达到⼀定值时,座封机构开始动作,推动密封件和锥体下移,紧锁机构锁紧,压⼒继续升⾼到23MPa,将滑阀销钉剪断,滑阀下移推出⽀撑部件,弹性⽖失去⽀撑,同时管柱压⼒突然下降,上提管柱和封隔器丢⼿部分。
4、特点:1) 可以承受上下压差;2)能够承受较⼤的管柱负荷,遇阻时可承受较⼤的上提和下放吨位;3)丢⼿简单可靠;4)丢⼿后通径100mm,应⽤⼴范;5)采⽤⾼温密封件在350℃及⾼温下长期⼯作。
5、⽤途:1)⽤于管内防砂作悬挂器;2)与其它封隔器⼀起使⽤可分层采油、分层注汽、调层,实现过泵⼯艺。
⼆、FXy445-114E可捞式压裂桥塞1、技术参数:最⼤刚体外径:114mm;座封压⼒:22+2MPa;⼯作套管内径:121-124mm;解封⼒:70+10KN丢⼿后通径:100mm;总长:1200mm;⼯作压⼒:上压差70MPa;下压差35MPa⼯作温度:<120℃联接扣型:上端2 7/8 TBG母扣2、⼯作原理:该⼯具把送封⼯具和封堵⼯具设计为⼀体。
1、自封式封隔器的工作原理自封式的封隔器就是靠封隔件外经与套管内径的过盈和压差以实现密封的封器。
以自封式封隔器——Z331 系列为例,简要说明其工作原理。
Z331 系列封隔器的工作原理:(1)坐封:Z331 封隔器是一种自封式封隔器,在下井后,依靠皮碗与套管内径的微小过盈使皮碗适度贴紧在套管内壁上,将封隔器上下两端的环形空间隔开。
当皮碗张开端压力大于另一端压力时,此压力差使皮碗进一步张开,更紧地贴在套管内壁上,从而使封隔器皮碗与套管内壁密封良好,达到封隔环空的目的。
当封隔器两端存在与上述方向相反的压力差时,将迫使封隔器皮碗收缩,此时,封隔器上下两端相互连通。
所以,Z331 封隔器属于单向承压型封隔器。
(2)解封:在下次作业需要解封提管柱时,直接上提管柱即可提出封隔器,此时一般增加负荷2~5kN。
由上述可知:Z331 封隔器不需要专门的坐封和解封操作程序,坐、解封方便可靠,而且当地层少量出砂或有其它机械杂物时,仍可加大提升负荷(50~80kN)将皮碗拉坏,方便地提出井.内管柱,避免了更复杂的井下作业,这是其它封隔器无法做到的。
2、压缩式封隔器的工作原理压缩式的封隔器就是靠轴向力压缩封隔件,使封隔件直径变大以实现密封的封隔器。
以Y441B 型双向锚定封隔器为例简要说明其工作原理:Y441B型双向锚定封隔器是一种单卡瓦双锥体锚定式封隔器,它利用液压坐封、提放管柱解封。
Y44lB型双向锚定封隔器主要由平衡、密封、坐封、锁紧、锚定和解封六大部分组成。
工作原理:(1)坐封封隔器下至设计位置后,从油管加液压,液压力传入封隔器液缸后,推动下活塞下行将卡瓦撑开并锚定在套管上,同时上活塞锁块被释放,此时液压力推动上活塞上行压缩封隔件,封闭油套环空,卸压后锁紧机构锁紧,防止封隔件回弹。
坐封平衡机构的设计可平衡中心管的受力,防止内外中心管产生相对位移。
(2)承压工作时,由于封隔件上下液体压力不同将产生一定的液压力,而这些力均可通过锚定机构作用到套管上。
皮碗封隔器胶筒验
————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:
皮碗封胶筒实验山东大东联石油设备公司
皮碗封隔器胶筒优化试验
一、实验目的:
优选皮碗封隔器胶筒材料,提高胶筒耐磨、承压性能。
二、实验思路:
根据皮碗封隔器现场应用效果,优选胶筒材料和硬度,通过胶筒磨损实验、胶筒强度实验,优选胶筒。
三、试验工具Z331型皮碗式封隔器
(一)特点及用途
Z331型皮碗式封隔器是一种靠皮碗与套管的过盈和井内压差密封油套环空的自封式封隔器,坐封时不需动管柱或打压,皮碗可对装(保持来自两个方向的压力),也可同向(向上或向下)安装。
适用于试油、采油、找水、酸化、防砂、洗井等工艺。
(二)结构
Z331型皮碗式封隔器由上接头、皮碗、中心管等组成,
(三)工作原理
采用自封型式密封。
(四)技术参数
Z331型皮碗式封隔器主要技术参数见表。
Z331型皮碗式封隔器主要技术参数
型号Z331-102 Z331-115 Z331-150 Z331-208 502 552 633 651
总长度,
mm
102 115 150 208
钢体最大
外径。
Mm
51 62 76 90
最小内通
经,mm
5 5 5 5
工作压
差,Mpa
107~115.2 117.1~127.7 153.8~163.8 220.5~228.5 适用套管
内径,mm
2 7/8TBG 2 7/8TBG 2 7/8TBG
3 1/2TBG
两端连接
螺纹
(本试验选用Z331-150型皮碗式封隔器)
四、皮碗封隔器胶筒优化方案
(一)胶筒优化设计
根据2008年、2009年现场应用效果及材料性能对比分析,胶筒材料选择了常规胶筒材料丁腈橡胶(井内温度≤120℃)和耐高温材
料氢化丁腈橡胶(井内温度≥120℃)两类。
1. 丁睛橡胶特性分析:
丁腈橡胶的结构:
CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2
CH
CH
CH CH CH CN
x
z
y 结构式
1.丙烯腈含量与丁腈橡胶的极性:
丙烯腈的典型含量为34%。
随着ACN 含量的增加,大分子极性增加,带来一系
列性能的变化:内聚能密度增加、溶解度参数增加、极性增加,耐低温性差,耐油性增加。
2.丁腈橡胶的聚集态结构:
丁腈橡胶的两种结构单元是无规共聚的,其中丁二烯以反1,4-结构聚合,是非结晶的无定形高聚物,玻璃化转变温度随ACN 的增加而线性提高。
丁腈橡胶的性能(与极性和不饱和性有关)
1.强度低
NBR 为非结晶性橡胶。
纯胶硫化胶强度为3~4.5MPa ,炭黑补强后拉伸强度为25~30MPa 。
2.优秀的耐油、耐非极性溶剂性能。
(与ACN 含量有关)
3.耐热性、耐臭氧性比NR 、SBR 好,但比EPM 、IIR 、CR 差。
长期使用温度为100℃。
4.抗静电性在通用橡胶中是独一无二的,可以作导电橡胶,如纺织皮辊。
5.气密性好,仅次于IIR 。
6.弹性、耐寒性差。
7.与极性物质如PVC 、酚醛树脂、尼龙的相容性好。
胶筒外径:φ127mm 和φ131mm 两种;
皮碗座包裹皮碗部位加长到:φ131加长到29.5mm ,φ127加长到45 mm 。
胶筒硬度:75A 、85 A 、90A 。
(二) 实验设备设计
1. 磨损实验设备:满足封隔器在套管内做往复运动实验设备一套(偏心刚性扶正器2套(扶正块高23mm、23mm、20mm,互成60°)、5½in套管一根(长
2.7m,内径124.3mm)、往复动力机一台(活塞行程1m,缸体外径110 mm))。
2. 强度实验设备:满足封隔器在套管内加温加压实验设备一套(液压加压设备一套(排量133l/min、出口压力45MPa)、5 ½in套管简易承压实验装置一套)。
(三)室内实验
1.磨损实验步骤:
1)将加工好的皮碗安装在封隔器上;
2)在承压实验装置上对胶筒打压10 MPa;
3)将封隔器与偏心刚性扶正器相连接(偏心刚性扶正器+封隔器+
偏心刚性扶正器);
4)将实验管串置于磨损实验套管内;
5)连接动力,做往复摩擦实验,胶筒累计运行距离800m。
2.强度实验步骤:
1)耐磨性实验结束后,将实验管串置于强度实验套管内;
2)对实验管串在偏心状态进行加压(偏心刚性扶正器+封隔器+
偏心刚性扶正器);
3)对实验管串去掉偏心扶正器进行加压,加压大于10MPa,稳压
30min,压降小于0.5MPa。
实验介质为水,温度为常温和60℃。
(四)实验结果及分析:
表1 皮碗常温承压实验数据记录表
材料丁腈橡胶氢化丁腈橡胶
外径
(mm
)
φ127 φ131 φ127 φ131
硬度
(A)
75 85 90 75 85 90 75 85 90 75 85 90 压力
(MP
a)
10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 温度
(℃)室
温
室
温
室
温
室
温
室
温
室
温
室
温
室
温
室
温
室
温
室
温
室
温
30mi
n压
降
0.2 0.3 0.3 0.1 0.2 0.1 0.1 0.3 0.3 0.1 0.2 0.2
(MP a)
密封效果
无
泄
漏
无
泄
漏
无
泄
漏
无
泄
漏
无
泄
漏
无
泄
漏
无
泄
漏
无
泄
漏
无
泄
漏
无
泄
漏
无
泄
漏
无
泄
漏
表2 皮碗耐磨性实验数据记录表
材料丁腈橡胶氢化丁腈橡胶
外径(mm)φ127 φ127 φ131
硬度(A)75 90 85 90 75 85
皮碗累计运行长度
(m)
1600 1600 800 800 1600 1600
皮碗磨损情况(mm)
单边单边单边
≈1 ≈1 ≈0.8 ≈0.8 ≈1.3 ≈1.3
表3 皮碗无偏心状态下60℃承压实验数据记录表材料丁腈橡胶氢化丁腈橡胶
外径(mm)φ127(磨擦1600m)φ127(磨擦800m)φ131(磨擦1600m)硬度(A)75 85 75 90 75 85
压力(MPa) 11 12 11
温度(℃)60 60 60
30min压
≈0.3 ≈0.3 ≈0.2
降(MPa)
密封效果有滴水现象无泄漏无泄漏
表4 皮碗偏心状态下60℃承压实验数据记录表材料丁腈橡胶氢化丁腈橡胶
φ131(磨擦外径(mm)φ127(磨擦1600m)φ127(磨擦800m)
1600m)
硬度(A)75 85 75 90 75 85 压力(MPa) 11 12 11
温度(℃)60
密封效果2min漏0.007方10min漏0.006方6min漏0.004方注:稳压为不停泵保持泵压力基本稳定。
实验结果分析:
(1)通过上述实验,φ127、φ131丁腈橡胶和氢化丁腈橡胶胶筒经过磨损实验后,均有不同程度的磨损,但相差不大。
(2)磨损后的φ127、φ131丁腈橡胶和氢化丁腈橡胶胶筒,无论是否偏心承压,φ131密封效果好于φ127。
(3)丁腈橡胶和氢化丁腈橡胶胶筒在磨损和承压实验中区别
不明显,但氢化丁腈橡胶的价格是丁腈橡胶的10倍左右。
(4)建议:φ131适用于套筒内径:φ127.3、φ125.7、φ124.3;
φ127适用于套筒内径:φ121.4、φ118.6。
丁腈橡胶胶筒:适用于井内温度≤120℃;氢化丁腈橡胶胶筒:适用于井内温度≥120℃。
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