NiTi形状记忆合金封隔器密封件的研制.pdf

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1、第36卷第4期石油钻采工艺Vol.36No.42014年7月OILDRILLING&PRODUCTIONTECHNOLOGYJuly2014文章编号：1000–7393（2014）04–0123–03doi:10.13639/j.odpt.2014.04.031NiTi形状记忆合金封隔器密封件的研制112安少云　姚九成　智　勇（1.承德石油高等专科学校，河北承德　067000；2.中国石油钻井工程技术研究院江汉机械研究所，湖北荆州　434000）引用格式：安少云，姚九成，智勇.NiTi形状记忆合金封隔器密封件的研制［J］.石油钻采工艺，2014，36（4）：123

2、-125.摘要：提出了用NiTi形状记忆合金制造井下封隔器的密封件替代传统橡胶密封件，完成了形状记忆合金密封件的结构设计，进行了形状记忆合金密封件的性能实验，并对实验结果进行了具体分析。实验证明，NiTi形状记忆合金密封件承压能力高，坐封力大，解封力较小，密封效果良好，可以代替传统的橡胶密封。关键词：NiTi形状记忆合金；封隔器；密封件；应用中图分类号：TE22　　　文献标识码：BDevelopmentofpackersealwithNiTishapememoryalloy112ANShaoyun,YAOJiucheng,ZHIYong（1.ChengdeAdva

3、ncedPetroleumCollege,Chengde067000,China;2..JianghanMechanicalInstitute,CNPCDrillingResearchInstitute,Jingzhou434000,China）Abstract:ThispaperpresentsideathatpackersealmadeofNiTishapememoryalloycanreplacetraditionalrubberseal.Thestructuraldesignofsealwithshapememoryalloyhasbeencomplete

4、d.Experimentswereconductedonfunctionsofthesealwithshapememoryalloy,andresultsoftheexperimentswereanalyzedspecifically.TheexperimentsprovethatsealwithNiTishapememoryalloyhashighpressurebearingability,powerfulsettingforceandsmallreleasingforce,andhasexcellentsealingperformance.Therefore

5、,itcanreplacetraditionalrubberseal.Keywords:NiTishapememoryalloy;packer;sealingcomponent;application形状记忆合金是一种特殊合金材料，其具有的力坐封器、密封系统、丢手总成3部分组成。主要起形状记忆效应得到了国内外学者的广泛关注，应用密封作用的封隔器密封系统由记忆合金密封件、锥［1］领域正在不断拓展。记忆合金的成分不同，其形体、套管组成，结构如图1所示。丢手总成由释放套、状记忆效应及其他性能也各不相同。采用形状记忆夹头体、弹簧爪、拉杆组成。合金材料来制造油井封隔器中的密

6、封件，替代传统橡胶密封件，能够简化产品结构，延长使用寿命，降低施工操作难度，进而大大降低钻井采油生产的成本与能耗。本研究应用的NiTi形状记忆合金，与橡胶相比，具有性能稳定可靠、耐高温、使用寿命长等特点。将其制作成封隔器密封件，工作时密封件受力发生变形，外力除去后，其变形几乎能够完全恢复。1NiTi形状记忆合金封隔器密封件的结构设计利用NiTi形状记忆合金所研制的封隔器由动图1　记忆合金封隔器密封系统结构示意图基金项目：河北省科技支撑项目“应用镍钛智能材料研制开发高性能油井封隔器”（编号：10215149）。作者简介：安少云，1964年生。承德石油高等专科学校机械

7、系，副教授。通讯作者：姚久成，电话：13932460993。124石油钻采工艺2014年7月（第36卷）第4期工作时，动力坐封器将大小相等方向相反的两降低，或者在密封件与联结管间添加技术先进的黏个机械力通过坐封套、拉杆的传递，分别作用在锥体结剂，密封性与联结强度可望进一步提高。和套管上，使得锥体相对于记忆合金密封件向下运2.2常温下不同预变形度对NiTi形状记忆合金密动，将合金密封件胀大，从而密封于套管上，当机械封件恢复率的影响力达到一定值时，释放套被拉断，丢手总成工作，完密封体的单向恢复率成坐封。生产过程结束时，可通入低温液体或气体ρ=（b–c）/（b–a）×1

8、00%（1