【摘要】：在低滲透油田開發(fā)過程中,精細(xì)分層注水工藝能使各油層能夠合理安排配注量,從而提高各油層的水驅(qū)油效率,增加采收率。但在分層注水過程中由于各油層間的吸水能力差異,導(dǎo)致層間壓差較大、管柱上下蠕動變形嚴(yán)重從而造成封隔器密封性能較差甚至導(dǎo)致封隔器密封失效,影響精細(xì)分層注水的質(zhì)量。在分層注水過程中使用的楔形封隔器因為受到楔入椎體結(jié)構(gòu)尺寸和封隔器膠筒材料性能的限制,導(dǎo)致楔形封隔器封性能不能進(jìn)一步提高,影響精細(xì)分層注水的質(zhì)量。本文以楔形封隔器為研究對象,通過對楔形封隔器的工作原理和失效原因的分析,針對楔形封隔器與套管間的接觸應(yīng)力較低,對楔形封隔器結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),設(shè)計了一種新型的楔形封隔器,并建立了楔形封隔器的三維模型來驗證楔形封隔器的機(jī)構(gòu)合理性。同時利用有限元分析軟件建立了楔形封隔器密封結(jié)構(gòu)模型,對比分析了有無保護(hù)膠筒的楔形封隔器密封性能,結(jié)果表明:改進(jìn)后的楔形封隔器密封膠筒與套管壁間的最大接觸應(yīng)力、平均接觸應(yīng)力、接觸長度等力學(xué)參數(shù)均比改進(jìn)前有所提高。通過建立的密封結(jié)構(gòu)有限元模型,分析了椎體厚度和活塞套端面結(jié)構(gòu)對楔形封隔器密封性能的影響,并研究了密封膠筒和保護(hù)膠筒結(jié)構(gòu)在不同的參數(shù)下對楔形封隔器密封性能的影響規(guī)律,獲得了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下楔形封隔器接觸應(yīng)力的分布規(guī)律和接觸長度的變化情況。同時研究了壓縮距離對楔形封隔器密封性能的影響�；陧憫�(yīng)曲面法對密封膠筒與保護(hù)膠筒結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化,首先以密封膠筒與套管壁間的最大接觸應(yīng)力為實驗結(jié)果,對密封膠筒和保護(hù)膠筒結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行正交分析,通過對實驗結(jié)果進(jìn)行極差分析,獲得對實驗結(jié)果影響顯著的結(jié)構(gòu)參數(shù)。然后以最大接觸應(yīng)力作為優(yōu)化目標(biāo),將選取的密封膠筒和保護(hù)膠筒結(jié)構(gòu)參數(shù)作為設(shè)計變量,以密封膠筒和保護(hù)膠筒結(jié)構(gòu)參數(shù)范圍作為約束條件,通過Box-Behnken的響應(yīng)設(shè)計方法建立優(yōu)化目標(biāo)與設(shè)計變量的響應(yīng)面模型,并通過F檢驗、變異系數(shù)、復(fù)相關(guān)系數(shù),殘差正態(tài)概率分布等評價指標(biāo)對響應(yīng)面模型進(jìn)行驗證,評估了該模型的可行性。根據(jù)得到的回歸模型方程使用Design-Expert 8.0對在設(shè)定范圍內(nèi)的密封膠筒與保護(hù)膠筒結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析,通過計算獲得的優(yōu)化后的密封膠筒和保護(hù)膠筒的結(jié)構(gòu)參數(shù),并建立優(yōu)化后參數(shù)的密封結(jié)構(gòu)模型,將優(yōu)化前后密封膠筒與套管壁間力學(xué)參數(shù)進(jìn)行對比分析。本文通過對楔形封隔器密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn),并研究了不同密封結(jié)構(gòu)參數(shù)對楔形封隔器密封性能的影響,同時對密封膠筒與保護(hù)膠筒結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,為完善楔形封隔器結(jié)構(gòu)設(shè)計,提高楔形封隔器的密封性能具有借鑒意義。
【圖文】：

圖I-1楔入式封隔器結(jié)

圖１－３楔入式封隔器結(jié)構(gòu)示意圖逡逑２００８年華油井下作業(yè)二大隊周全喜，楊長虎等［８］針對井口試壓使用的壓縮膠筒式封逡逑
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE93

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2684129