润滑与密封

作者：王晶，方晓山，岳欠杯，李康城，王岗，赵志伟

单位：东北石油大学机械科学与工程学院,,东北石油大学机械科学与工程学院,,东北石油大学机械科学与工程学院,,东北石油大学机械科学与工程学院,,东北石油大学机械科学与工程学院,,东北石油大学机械科学与工程学院,

关键词：扩张式封隔器;解封;黏弹性;应力松弛;回缩

基金：国家自然科学基金项目 （52374034）；黑龙江省自然科学基金项目 （LH2022E018）

扩张式封隔器作为压裂工艺的主要工具之一，长期处于高温高压环境中，其密封元件胶筒极易产生应力松 弛，导致封隔器解封不完全，回缩不彻底。为探究扩张式封隔器解封性能的影响因素，选取 K344 型扩张式封隔器为研 究对象，考虑胶筒元件在高温高压条件下产生的应力松弛效应，建立扩张式封隔器解封力学模型及有限元模型，构建 胶筒材料的超弹性和黏弹性本构模型，并对丁腈橡胶试件开展拉伸和应力松弛实验，拟合本构模型的参数数值，进而 对 K344 型封隔器胶筒的解封力学性能进行分析。结果表明：随着压裂压力、井温、卡距等参数的增大，解封后封隔器 胶筒与套管间的残余接触压力和摩阻力呈现增大趋势，同时胶筒的回缩率逐渐降低。故在井下作业时，封隔器解封状 态受这些参数的影响，其解封效果会越来越差，从而引发在多级压裂工艺中出现上提管柱困难，封隔器的下井次数降 低等问题。研究成果为优化封隔器结构和改善封隔器解封效果提供了理论依据。

来源：2026年第2期

《润滑与密封》期刊编辑部

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