润滑与密封

作者：崔璐，常文权，王澎，邹方，赵景辉，王航，程嘉瑞

单位：西安石油大学， 西安市油气井完整性评价重点实验室,,西安石油大学， 西安市油气井完整性评价重点实验室,,蜂巢动力系统（江苏）有限公司,,西安石油大学， 西安市油气井完整性评价重点实验室,,西安石油大学， 西安市油气井完整性评价重点实验室,,西安石油大学， 西安市油气井完整性评价重点实验室,,西安石油大学， 西安市油气井完整性评价重点实验室,

关键词：全金属可溶桥塞;卡瓦结构;锚定性能;多目标优化;井下压裂工具

基金：陕西省自然科学基金项目（2023-JC-YB-376）；陕西省教育厅项目（2023JP127）;西安石油大学研究生创新与实践能力培养计划项目(YCS22214261)

全金属可溶桥塞由于具有良好的可控自溶解性，逐渐被用于储层压裂改造作业中。桥塞卡瓦结构锚定过程中，卡瓦牙与套管的不均匀咬合所引起的桥塞承载能力不足，是影响压裂效率的关键。为提升桥塞卡瓦结构的锚定性能，以影响套管咬合深度和接触应力的4个主要参数齿槽轴心角、齿槽深度、齿端距和齿槽倾角为对象，分析不同参数下前后排卡瓦牙对套管的咬合深度及接触应力的变化趋势。结果表明：随着齿槽轴心角增大，套管咬合深度差值先减小后增大，套管接触应力差值逐渐减小，齿槽轴心角为28°时咬合较为均匀；随着齿槽深度的增大，套管咬合深度差值逐渐增大，套管接触应力差值出现上下波动，齿槽深度为6.7 mm时咬合较为均匀；随着齿端距的增大，套管咬合深度差值不断增加，套管接触应力差值先逐渐增大最后保持稳定，齿端距为13 mm时咬合较为均匀；随着齿槽倾角的增加，套管咬合深度差值和套管接触应力差值逐渐增大，齿槽倾角为65°或67°时咬合较为均匀。以齿槽轴心角、齿槽深度、齿端距和齿槽倾角的变化作为输入层，以套管接触应力和咬合深度作为输出层，应用多目标优化方法确定出卡瓦基座最优结构参数为：齿槽轴心角为27.9°，齿槽深度为6.7 mm，齿端距为13 mm，齿槽倾角66°。在最优参数下套管的接触应力和咬合深度在轴向更加均匀。

来源：2025年第3期

《润滑与密封》期刊编辑部

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