加强材料普遍应用于橡氯丁密封胶胶筒的补强中,钢丝帘线在其中表现最佳,尤其在需要较高密封压力的工作条件下效果显著。然而,氯丁密封胶胶筒的塑性变形及其与氯丁密封胶封隔器和套管直径的差异对氯丁密封胶封隔器的工作性能有重大影响,特别是氯丁密封胶胶筒端部,可能成为影响氯丁密封胶封隔器性能的薄弱环节。
氯丁密封胶封隔器氯丁密封胶胶筒主要存在肩部突出和小范围撕裂的失效模式。为减少氯丁密封胶胶筒失效,需在两方面着手:在结构设计方面,减轻氯丁密封胶胶筒肩部小范围区域的应力集中;在材料配方和工艺方面,尽可能地减小橡胶材料的塑性变形。介绍了常规氯丁密封胶封隔器的结构和不足。利用有限元软件(ABAQUS)建立氯丁密封胶封隔器氯丁密封胶胶筒模型,得到不同结构参数下的最大接触应力值和轴向压缩量。提出一种新型的氯丁密封胶封隔器结构,并对其有限元模型进行接触分析,得到不同紫铜厚度下的最大接触应力值。选取了氯丁密封胶胶筒结构的最优参数以及紫铜的厚度。分析对比表明,不等长氯丁密封胶胶筒的改进型氯丁密封胶封隔器结构具有较好的密封效果。
氯丁密封胶封隔器的类型颇多,压缩式氯丁密封胶封隔器在我国是主流产品,其工作性能主要取决于氯丁密封胶胶筒的密封性能,而氯丁密封胶胶筒的可靠性受其材质、结构等影响。国内外对氯丁密封胶胶筒的研究主要集中在结构改进、井下工作性能分析、材料改良、氯丁密封胶胶筒室内试验研究等方面,取得了一定的成效。但是,由于井下工况的多变性和氯丁密封胶胶筒力学特性的复杂性,很难得到确切的试验成果。氯丁密封胶封隔器的氯丁密封胶胶筒是橡胶材料,属于超弹性材料。本文在前人关于氯丁密封胶封隔器理论研究的基础上,利用有限元软件ABAQUS来模拟氯丁密封胶胶筒的变形及接触应力,并对改进型氯丁密封胶封隔器进行分析,以提高氯丁密封胶封隔器氯丁密封胶胶筒的密封性能。
常规氯丁密封胶封隔器结构如图所示,一般是由3个相同的氯丁密封胶胶筒组成。国内已有很多学者对其密封性能进行分析研究。众多研究表明:常规氯丁密封胶封隔器的3个氯丁密封胶胶筒受力变形不均,其中上氯丁密封胶胶筒起着主要密封作用,而中氯丁密封胶胶筒和下氯丁密封胶胶筒的效果不明显。氯丁密封胶封隔器的失效主要是由于上氯丁密封胶胶筒的表层撕裂造成的,这表明了常规氯丁密封胶封隔器在结构方面都存在缺陷。http://www.sdyuantai.net/