主动密封旋转防喷器胶心油压响应规律研究.pdf

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1、石油机械CHINAPETROLEUMMACHINERY2014年第42卷第l0期．．钻井技术与装备主动密封旋转防喷器胶心油压响应规律研究张保贵林雅玲章东哲。羡维伟陈科旭柏轲刘勇(1．川庆钻探工程有限公司钻采工艺技术研究院2．中国石油勘探开发研究院技术培训中心3．低渗透油气田勘探开发国家工程试验室)摘要：确定主动密封旋转防喷器胶心的油压响应对整个装备的研制至关重要。运用有限元软件建立了胶心模型，在内胶心上、下两端全约束的情况下计算胶心的VonMises应力分布，对胶心内置铁块的数量、形状及安放位置进行计算和设计，得到了注油压力与最大接触压力的估算式，通过样机的密封压力试验对估算式进行验证。研究

2、结果表明，主动密封胶心完全采用橡胶材料其刚度无法满足设计要求；主动密封胶心需要内置8块铁块，铁块外弧10。，内弧13。，径向长度确定为105mm，轴向高度为90mm；胶心与钻杆的接触压力比施加在胶心上的油压小5MPa。关键词：主动密封；旋转防喷器；密封胶心；油压响应；接触压力中图分类号：TE931文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—4578．2014．10．005HydraulicResponseRuleofRubberElementofActiveSealingRotatingControlDeviceZhangBaoguiLinYalingZhangDongzh

3、e_。XianWeiweiChenKexuBaiKeLiuYong(1．ResearchInstituteofDrilling&ProductionEngineering，ChuangqingDrillingEngineeringCompanyLimited，CNPC；2．TrainingCenterofResearchInstituteofPetroleumExploration&Development．CNPC；3．StateEngineeringLaboratoryofExplorationandDevelopment’Low—PermeabilityOil&GasField)Abst

4、ract：Consideringthatdeterminingthehydraulicpressureresponseoftherubberelementoftheactivesealingrotatingcontroldeviceisessentialforthedevelopmentoftheequipment．Therubberelementmodelisestab—lishedusingfiniteelementsoftware．Basedontheestablishedmodel，theVonMisesstressdistributionontherubberelementisca

5、lculatedwithfullconstrainonupperandlowerendsoftherubberelement．Meanwhile，thenumber，shapeandplacementpositionofthebuilt—inironblockarecalculatedanddesigned．Theestimationformulaofoilin—jectionpressureandmaximumcontactpressureisproposedandvalidatedbysealingpressuretestoftheproto—type．Theresultsshowtha

6、tthestifnessoftheactivesealingrubberelementonlymadeofrubbercouldnotmeettherequirementofdesign．Eightbuilt—inironblocksareneededfortheactivesealingrubberelementwiththeouterarc0f10。．innerarcof13。．radiallengthof105mmandaxialheightof90mm．Thecontactpressurebetweentherub—berelementanddrillpipeare5MPasmall

7、erthanthehydraulicpressureontherubberelement．Keywords：activesealing；rotatingcontroldevice；sealrubberelement；hydraulicresponse；contactpres—SI】rP力的井口设备⋯。按照其密封原理可分为被动密0引言封形式和主动密封形式，被动密封形式的胶心通过与钻具的过盈配合以及井压助封来密封