润滑与密封

作者：杨春雷,王国荣,李斌,郑旭,胡春昊

单位：西南石油大学机电工程学院,,西南石油大学机电工程学院,,西南石油大学机电工程学院,,西南石油大学机电工程学院,,四川宝石机械专用车有限公司,

关键词：封隔器胶筒;多段压裂;流固耦合;密封性能;泄漏;高温高压

基金：国家科技重大专项(2016ZX05038)；国家重点研发计划项目(2016YFC0303302）.

当压裂封隔器坐封成功后，胶筒与井壁表面仍存在微小泄漏间隙，原油、天然气、钻井液等介质在足够大的压差下会穿过间隙形成泄漏，导致封隔器的密封失效。为了从动态的角度研究封隔器胶筒密封失效的本质，建立封隔器流体穿透模型，通过高温下橡胶试样单轴拉伸试验数据与Mooney-Rivlin本构模型进行拟合，获得准确的橡胶超弹性本构模型参数。采用浸入边界法，模拟高压流体穿透封隔器导致封隔器密封失效的整个过程，并通过高温高压胶筒泄漏试验来验证该过程的正确性与准确性。仿真结果表明：封隔器胶筒失效的原因在于过高压力的流体穿透了胶筒与井壁（或套管壁）的接触面，形成了泄漏通道；当第一个密封胶筒失效时，泄漏临界液压值为7770 MPa，而高温高压试验井中测得的封隔器胶筒泄漏临界液压值为8239 MPa，试验与仿真之间误差值不超过10%，证明了模拟的流体穿透封隔器过程是准确的。

来源：2019年第8期

《润滑与密封》期刊编辑部

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