The utility model discloses a mechanical loading packer rubber cylinder simulated loading and sealing experimental device, the loading system includes a base, a supporting element and a driving mechanism, the pressure system includes a central pipe and a sleeve, the center of the upper surface of the base is provided with a pressure bearing platform, the lower end of the supporting element is fixed in the center of the pressure bearing platform, the rubber cylinder assembly is sleeved outside the supporting element, and the rubber cylinder assembly The bottom end face of the assembly is pressed on the pressure bearing platform, the sleeve accommodates the rubber cylinder assembly and the pressure bearing platform into its inner cavity, the bottom end of the sleeve is fixed on the base, the lower end face of the central pipe enters the sleeve and presses on the rubber cylinder assembly; the heating system is arranged on the periphery of the sleeve. It can measure the contact stress distribution and the sealing performance of the rubber cylinder under different working conditions. To solve the problem that the existing packer rubber cylinder test device can only measure the contact pressure due to inaccurate loading.
【技术实现步骤摘要】
一种机械加载式封隔器胶筒模拟加载密封实验装置
本技术涉及石油行业井下工具模拟实验装置,具体地说是一种机械加载式封隔器胶筒模拟加载密封实验装置。
技术介绍
随着油田开发向中后期发展,石油、天然气钻探和开采难度不断加大,油气水井的油层特性及井下工况更加复杂,对封隔器工作性能提出了更高的要求。封隔器作为油气开采必不可少的井下工具,其关键元件是具有超弹性和密封能力的胶筒,它是起密封承载的唯一组件,并广泛应用到完井、注水、卡堵水、酸化、压裂、防砂、机械采油、气举等采油工艺。油田目前常用的封隔器主要有套管外封隔器、压缩式封隔器、水力扩张式封隔器三种。套管外封隔器是安置在井下套管和裸眼地层井壁之间。压缩式封隔器是指压缩式胶筒通过管柱压重或水力载荷,使得承受轴向载荷产生径向变形,胶筒和套管内壁接触,将套管和油管之间的环空间隙封堵,从而实现采油工艺堵封的要求,这种接触密封质量的优劣,关键在于套管内壁与胶筒之间接触压力的大小。水利扩张式封隔器是依靠胶筒向外扩张来封隔油套环形空间。因而,封隔器工作性能的表现将直接影响着石油开采成本和企业的经济效益。国内外学者高度重视封隔器失效问题的研究开发工作,但因密封胶筒属于复合非线性材料,橡胶材料在受力变形的过程中,其内部应力亦是呈高度非线性,在橡胶材料受压过程中,橡胶本身的力学性能都在发生变化,导致橡胶的性能参数不能像金属材料那样通过国家标准直接查询得到。胶筒受挤压时产生较大变形形成密封,其理论分析较难,目前研究中的理论公式只用于定性分析,不能精确描述橡胶压缩过程中的复杂力学行为。密封胶筒的研究主要集中在封隔器的井下工作性能分析和室内试验 ...
【技术保护点】
1.一种机械加载式封隔器胶筒模拟加载密封实验装置,包括胶筒总成、加载系统、加压系统、检测系统,其特征在于,还包括加热系统;所述加载系统包括底座、支撑元件、驱动机构,所述加压系统包括中心管、套管,所述底座上表面中心设置有承压台,所述支撑元件下端固定在承压台中心,所述胶筒总成套装在支撑元件外部,且胶筒总成底端面压在承压台上,所述套管将胶筒总成、承压台容纳进自身内腔,套管底端固定在底座上,所述中心管下端面进入套管内压在胶筒总成上,同时支撑元件穿入中心管的中心孔中,所述中心管上端面与驱动机构上端连接,驱动机构下端固定在底座上,所述检测系统包括应变式传感器、拉力传感器、压力传感器,所述应变式传感器安装在套管上,所述拉力传感器安装在驱动机构上,所述压力传感器安装在套管上;所述加热系统设置在套管外围。
【技术特征摘要】
1.一种机械加载式封隔器胶筒模拟加载密封实验装置,包括胶筒总成、加载系统、加压系统、检测系统,其特征在于,还包括加热系统;所述加载系统包括底座、支撑元件、驱动机构,所述加压系统包括中心管、套管,所述底座上表面中心设置有承压台,所述支撑元件下端固定在承压台中心,所述胶筒总成套装在支撑元件外部,且胶筒总成底端面压在承压台上,所述套管将胶筒总成、承压台容纳进自身内腔,套管底端固定在底座上,所述中心管下端面进入套管内压在胶筒总成上,同时支撑元件穿入中心管的中心孔中,所述中心管上端面与驱动机构上端连接,驱动机构下端固定在底座上,所述检测系统包括应变式传感器、拉力传感器、压力传感器,所述应变式传感器安装在套管上,所述拉力传感器安装在驱动机构上,所述压力传感器安装在套管上;所述加热系统设置在套管外围。2.根据权利要求1所述的一种机械加载式封隔器胶筒模拟加载密封实验装置,其特征在于,所述承压台周身与套管内壁具有空隙,同时未被压时的胶筒总成径向外壁与套管内壁也具有空隙,所述应变式传感器安装在套管开设的径向通孔上,且与胶筒总成径向外壁相对应,所述压力传感器安装在套管开设的径向通孔上,且与承压台和套管之间的空隙相对应。3.根据权利要求1或2所述的一种机械加载式封隔器胶筒模拟加载密封实验装置,其特征在于,所述加热系统包括保温壳体、电加热装置、外壳体,所述保温壳体罩扣在套管外围,且保温壳体下端与套管下端连接固...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵小龙,叶金胜,周承诗,辛林涛,夏成宇,孙骞,于学信,姜国良,
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司,中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司石油工程技术研究院,
类型:新型
国别省市:山东,37
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