李娜

关键词：封隔器;胶筒;密封;有限元;高温

0引言

胶筒具有弹性和密封能力是封隔器的关键元件。压缩式胶筒是在轴向载荷作用下，产生轴向压缩和径向膨胀来填满油管和井壁之间的环形空间，胶筒与井壁壁之间产生接触压力从而起到隔绝井液和压力、封隔产层以及防止层间流体和压力互相干扰等作用。胶筒作为密封元件其力学特性是很重要的，胶筒与井壁接触所产生的接触压力，是胶筒承受工作压差的必要条件，因此研究坐封力、工作压差和接触应力之间的关系对从理论上认清胶筒的密封机理和胶筒密封的可靠性具有非常重要的意义。

1封隔器胶简非线性有限元分析模型

封隔器常用三胶筒结构，其中心管、胶筒、井壁以及胶筒所受载荷均为轴对称分布，故取过轴线的剖面建立有限元计算模型，胶筒、中心管、中心环和井壁均采用轴对称单元进行模拟。在有限元分析中，橡胶、井壁、中心管及隔环等用平面单元PLANE183，采用平行四边形单元划分网格，封隔器工作时存在摩擦接触问题，接触面之间建立面一面接触，接触面用CONTAl72接触单元，目标面用TARGEl69接触单元。三胶筒体系计算模型，边界条件为中心管和井壁上下两端固定，橡胶筒在上端支撑环的作用下压缩膨胀，随着坐封压力的不断增加与套管接触，从而起到密封封隔器上下套管内环空压差的作用，从上端胶筒加载对模型进行求解。

2封隔器胶筒接触应力影响因素

2.1胶筒与井壁间摩擦系数