高压注水井带压作业防喷密封技术研究
通过分析国内外不压井带压作业工艺与设备的研究与应用现状,阐述了不同结构形式的防喷器的工作原理及其密封机理.针对高压注水井带压作业防喷密封的工作特点,提出了一种不压井带压作业的新工艺；研制了一套新型带压作业防喷密封装置.该工艺采用了新型的防喷密封装置,这种装置以闸板防喷器滑动密封副为核心,以接箍探测器和压力平衡系统作为辅助设备,构成井口带压作业防喷密封系统.该工艺原理主要是采用一对闸板防喷器倒出油管接箍,防喷器的开关动作是通过接箍探测器发出的指令信号来控制,压力平衡系统的作用是在防喷器动作前平衡防喷器闸板上、下的压力差,使防喷器闸板在上、下压力平衡的条件下进行开关动作,减少了系统的冲击,减轻了顶部胶芯的摩擦磨损,延长了胶芯的使用寿命.闸板胶芯密封副采用适应水润滑的聚合物材料与高弹性橡胶材料硫化成一体构成密封组件.密封组件设计成低成本,易于更换的结构形式.工作时,耐磨环一方面承担了与油管的接触压力另一方面又配合橡胶实现密封,因此,可以大大减少了密封副橡胶的磨损量,延长了密封副的工作寿命.采用无限长矩形橡胶板的双向大变形理论,推导出橡胶受压变形时力与变形的近似关系,计算出胶芯对油管的密封比压,确定了胶芯结构的主要参数,从而使胶芯的密封比压满足密封要求.防喷器可控柔性密封的控制方式采用电液控制系统,首先详细推导了阀控缸的传递函数,并将其带整个系统中,建立了系统的控制模型.应用姒TLAB软件建立了仿真模型,并进行仿真分析,使所采用的控制系统的动态特性指标满足设计要求.接箍探测装置采用液压桥路结合动静态组合密封实现探测头的静动压平衡,只通过弹簧预紧力与接箍通过时的径向接触力相平衡,并实现探测头的径向位移,从而探知接箍的准确位置,并转换成控制信号,来控制其它部件的动作.压力平衡系统的高、低压平衡阀均采用新研制的电液复合控制开关阀.工作时,先导阀控制液压油驱动主阀实现井口密封空间中压力液体的开通和关断,从而实现闸板防喷器在其上下压力平衡的条件进行开关操作.
带压作业;防喷器;可控密封;数学模型
东北石油大学;大庆石油学院
硕士
机械电子工程
贾光政
2007
中文
TE357.62
49
2007-08-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）