润滑与密封

作者：袁国海，周朗，李玉飞，陈洲洋，陆林峰，房烨欣，章娅菲

单位：中国石油集团工程技术研究院有限公司,,中国石油西南油气田公司,,中国石油西南油气田公司工程技术研究院,,中国石油西南油气田公司勘探事业部,,中国石油西南油气田公司工程技术研究院,,中国石油集团工程技术研究院有限公司,,西安石油大学机械工程学院,

关键词：封隔器胶筒;自热解封;记忆合金;密封性能;坐封载荷

基金：国家自然科学基金面上项目（51974246）;陕西省创新能力支撑计划-科技创新团队项目（2025RS-CXTD-037）

针对常规封隔器胶筒在高温高压井下作业时无法解封或解封困难的问题，设计一种记忆合金自热解封胶筒。该胶筒在常规胶筒内部增加一个Ti-Ta-Y记忆合金C形环，C形环内壁贴附一层柔性加热膜；封隔器解封时，通过柔性加热膜加热记忆合金C形环，C形环基于自身形状记忆效应恢复到初始状态，从而实现辅助解封。建立记忆合金自热解封胶筒及常规胶筒有限元分析模型，分析橡胶材料硬度及坐封载荷对胶筒密封性能影响规律。研究发现，橡胶材料硬度越大或坐封载荷越小，胶筒与套管间接触应力、最大等效应力及轴向压缩距均减小，表明胶筒密封性能越低；相较于常规胶筒，嵌有记忆合金C形环的记忆合金自热解封胶筒整体硬度提升了IRHD10，与套管间最大接触应力提高了15.93%、最大等效应力平均降低6.33%；记忆合金胶筒具有更高的承压能力，更小的轴向压缩距，需要更大的坐封载荷保证密封效果；当记忆合金C形环匹配橡胶材料制成胶筒并施加合适的坐封载荷，可以在保证密封性的同时提升胶筒的解封能力。

来源：2025年第10期

《润滑与密封》期刊编辑部

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