封隔器接觸應(yīng)力測試系統(tǒng)的研究.pdf

1、封隔器是分層注水技術(shù)中的核心部件，當(dāng)封隔器坐封時(shí)，其膠筒和卡瓦在坐封力的作用下，對套管內(nèi)壁產(chǎn)生接觸應(yīng)力，這個(gè)應(yīng)力會使套管產(chǎn)生金屬疲勞和損傷，長時(shí)間作用，甚至?xí)鹛坠軗p壞等事故的發(fā)生。因此獲得套管在膠筒或卡瓦的作用下承受的應(yīng)力大小以及產(chǎn)生的應(yīng)力的分布，成為封隔器設(shè)計(jì)及使用過程中亟待解決的問題。
　　針對目前缺乏套管應(yīng)力分布檢測的有效實(shí)驗(yàn)手段及試驗(yàn)設(shè)備的問題，本文設(shè)計(jì)了一套封隔器坐封時(shí)應(yīng)力應(yīng)變檢測系統(tǒng)，它可實(shí)現(xiàn)坐封情況下套管應(yīng)力應(yīng)變

2、的數(shù)據(jù)測量及三維云圖復(fù)現(xiàn)，可實(shí)時(shí)測量坐封壓力變化過程中套管應(yīng)力應(yīng)變的情況。此套系統(tǒng)為油田封隔器與套管之間相互作用的研究提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，并且為封隔器的設(shè)計(jì)提供了試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可提高封隔器的研發(fā)效率，節(jié)省大量的現(xiàn)場試驗(yàn)和生產(chǎn)費(fèi)用。
　　本課題完成的主要工作包括：
　　1、完成了封隔器接觸應(yīng)力測試系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。完成了上下兩級測控裝置硬件結(jié)構(gòu)的搭建以及各個(gè)模塊的功能實(shí)現(xiàn)。利用LabVIEW平臺編寫了上位機(jī)測控程序，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集、3

3、D顯示、存儲和管理等功能。
　　2、研究了套管內(nèi)外壁應(yīng)力應(yīng)變對應(yīng)規(guī)律，通過ANSYS仿真，在得到外壁應(yīng)力應(yīng)變測量數(shù)據(jù)條件下，可以計(jì)算得到內(nèi)壁應(yīng)力應(yīng)變數(shù)值；為封隔器的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
　　3、設(shè)計(jì)了坐封加壓系統(tǒng)，利用試壓水泵施加坐封力，并通過對坐封力的實(shí)時(shí)測量及反饋控制，準(zhǔn)確獲得在不同坐封壓力下的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)。
　　4、對測試系統(tǒng)進(jìn)行了現(xiàn)場調(diào)試與實(shí)驗(yàn)，獲得了不同坐封力情況下膠筒和卡瓦與套管之間的接觸應(yīng)力試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)