过油管封隔器结构设计及仿真分析

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石油作为一种重要能源和优质的化工原料,是关系到国计民生的重要战略物资。封隔器作为石油井下作业的重要工具,可以应用于钻井、修井、完井等领域。随着近年来采油技术的发展,各大油田仍在使用的油井已显落后,若重新钻井势必增加开采成本,因而可以在原有油井的基础上采用过油管技术,对因长期使用而产生变形、破损的油井进行检测和维修。过油管封隔器打破了常规封隔器的应用局限,可以在已有油井基础上进行维护和技术改进,其通过油管下放至目的地层进行坐封,节省了地面设备拆装成本,避免了破坏地层的风险,提高了油井的使用寿命和产量。本课题与国内石油测井公司合作,通过分析预测国内石油行业的需求,对过油管封隔器进行设计和研究。结合现代设计方法和CAE技术,对封隔器的整体机械结构进行了设计;对各个组成部件进行了力学计算、校核和仿真分析;以分析结果为基础,对关键零部件进行了验证,确保了整体结构的安全性。论文对过油管封隔器进行了总体结构设计,虚拟装配,动作仿真;对设计完成的各零部件结构进行了力学性能校核,并将理论计算与试验结果相对比,确保了所设计结构能够满足技术指标要求;利用有限元软件对密封总成、锚定总成等关键部件进行了有限元分析,得到了变形、接触应力分布状况,验证了胶筒密封性能和卡瓦锚定可靠性。
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天然气输送过程中常采用X65钢作为管线钢,其服役寿命为8~12年。但由于天然气运输一般采用湿气运输工艺,管道内会有一定量的水汽、腐蚀气体、腐蚀离子及微生物使管线钢发生严重腐蚀。各腐蚀因素耦合后在腐蚀过程中的作用权重是设计管线钢表面防护过程中考虑的重要前提。本文利用高压反应釜模拟X65管线钢的实际工况条件,研究多因素耦合作用下X65管线钢的腐蚀规律,揭示影响腐蚀的主导因素与相应的腐蚀机制。根据X65
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