基于Ansys的高压封隔器应力分析及爬升角优化.pdf

《基于Ansys的高压封隔器应力分析及爬升角优化.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第29卷第1期2016年1月机电产品开簋与纠霉斤Devel叩ment＆I删ova6∞ofM∞himry＆ElectTicalPmductsVoI．29．NO．1Jan。2016文章编号：1002—6673(2016)Ol一006一04基于Ansys的高压封隔器应力分析及爬升角优化方继根1，于革刚1，吴进军1，张志华2(1．机械科学研究总院，北京lO0044；2．北京科技大学，北京100038)摘要：随着钻采工艺不断向高温高压发展，石油开采工作的条件也越来越复杂。封隔器被认为是实现油气田合理开采的重要武器，对

2、试采过程中所使用的关键工具一封隔器提出了更高的要求。本研究主要集中于对封隔器系统受力分析，找出最合适的爬升角，能够用最小的坐封栽荷满足密封要求，为优化封隔器锥体结构参数提供理论依据。关键词：Am邵；封隔器；爬升角；受力分析；优化中图分类号：7rP391文献标识码：Adoi：10．3969，i．issn．1002—6673．2016．01．003Stre蹈A瑚JysisandClimbAngleOptiIniza60nof廿硷砸gllP陀s蛐弛PackerBa鼬donAnsyS砑ⅣG五一(毛一，yUGe—G口

3、矿珂，形U五n一．^m1，ZHAⅣGZ危i一日uⅡ2(1．chillaAc疵myofMachinerysciencea11dTechnolog)r，Be日崦10004H4，cllilla；2．uIliVe商tyofscience&Techn0109yBe≈mg，Be萄iIlg100038，ch曲a)Ab蔓i州：Thistopic在omdezhoute盈soilexploitadonr器earch访sdtllte．舢llightemperatIlreaIldpr器sure缸emoreandmorerequi咒

4、di11dI皿ng狃dpmducdontechnology，山econdidonforoile)中loradonarealSobecomillgmoreaIldmorecon】plex．Packeriscomiderd船keytoolforthee】屯loitadonofoil．Thekeytoo卜packerisputfbnⅣardhigherrequ器tdu曲g廿leproc黜oftriale印10ita矗on．11lisstudyisfo—cmedonforce狮a舾iSofpackersystem，

5、缸douttlleopdmizet11ecliI】曲ande，nleetdlesealingrcqu胁en协、)lriththele越tSitsealil玛loada11dprovide出eoredcalb越isforop血lli血gparameterSfbrconesmlcnlreofpacker．1【eywords：An町rs；packer；chbangle；s口ess吣is；op血rlaldesi伊0引言所谓“封隔器”是一种弹性密封元件，并以此封隔环空，隔绝产层，以控制产(注)液，为油气水井的正常生产

6、和各种井下工艺措施的顺利进行提供了有效的保障。封隔器主要包括密封、锚定、扶正、坐封、锁紧、解封六部分，是油田采油作业时井下使用的重要部件，在油田分层开采作业中应用广泛。近年来．科研工作者们致力在封隔器的结构设计与功能设计，研制出了各种适应不同地质条件和工况环境，以及不同功能、材料的封隔器，目前最大工作压力已达到75MPa，工作温度达到300℃。爬升角作为封隔器核心技术参数，直接影响封隔器的使用效果和寿命，在封隔器性能中起着决定性作用。随着油井深度的增加，对封隔器的强度和密封性要求越来越高，开发耐高压、高密封

7、的封隔器成为目前紧迫的课题。本研究主要集中于对封隔器系修稿日期：2015—10—10作者简介：方继根(1989一)，男，安徽桐城人，硕士研究生。研究方向：液压系统设计。6统受力分析．优化爬升角。用最小的坐封载荷满足密封要求．为优化封隔器锥体结构参数提供理论依擗Ⅻ。1封隔器模型的建立1．1封隔器模型技术参数封隔器套管大径尺寸为245mm。中心管大径尺寸为180m，中心馆小径尺寸为158珊，胶筒外径尺寸为209咖；锥体、中心管、套管材料为35CrMo；膨胀套筒材料为2Crl3；胶筒材料为丁腈40；封隔器临界密封

8、压力为70MPa，胶筒强度极限为30MPa，中心管和锥体之间的公差为F9坩9囹。1．2封隔器模型建立为了保证封隔器三维模型的结构的精确性，特别是封隔器锥体锥度问题。在这里放弃传统的利用草图绘制，将修改后的封隔器二维工程图纸导人到UG中进行绘制。利用的是UG软件中的回转这一功能，选取目标截面和回转需要的中心线，设置起始值为0，终止值为180，套筒和锥体的三围模型就建立完成了，如图2所示。并将其导入Ansvs中，结果