【摘 要】
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随行振动固井技术是指在常规固井作业中,胶塞在套管内一边下行一边振动以此提高固井质量。固井工程最主要的设备是固井胶塞,因胶塞在深井、超深井固井中磨损严重使其易发生脱落、失效等现象,导致不能很好地完成固井作业。本文针对随行振动固井胶塞工作时摩擦磨损严重的问题进行研究,通过对胶塞外形结构和本体材料进行优化改进后,提出在胶塞表面增加复合纤维布的技术方法来提高耐磨性。主要研究内容如下:论文在分析影响固井质量
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随行振动固井技术是指在常规固井作业中,胶塞在套管内一边下行一边振动以此提高固井质量。固井工程最主要的设备是固井胶塞,因胶塞在深井、超深井固井中磨损严重使其易发生脱落、失效等现象,导致不能很好地完成固井作业。本文针对随行振动固井胶塞工作时摩擦磨损严重的问题进行研究,通过对胶塞外形结构和本体材料进行优化改进后,提出在胶塞表面增加复合纤维布的技术方法来提高耐磨性。主要研究内容如下:论文在分析影响固井质量和固井胶塞失效原因的基础上,对随行振动固井胶塞的结构和材料进行了优化改进。胶塞本体材料使用含碳纤维丁腈橡胶替换了常规的丁腈橡胶、增加了胶碗的数量、降低了胶碗的硬度、改变了各胶碗之间的距离,在两口井况相似的井中通过CBL曲线对比了胶塞结构和材料改进前后的固井质量。为了提高随行振动固井胶塞在超深井中的耐磨性,提出了采用复合纤维布材料增加在固井胶塞表面增强耐磨性的方法。分析对比了芳纶、尼龙、腈纶和涤纶四种复合纤维材料物理性能,用Abaqus软件分别做四种复合纤维布与砂轮摩擦时的热-力耦合仿真实验,确定一种耐磨性好的复合纤维布。在织物组织结构是影响其耐磨性主要原因的基础上,对复合纤维布组织结构进行改变,设计出四种经纬密度不同的复合纤维布,在Abaqus软件中分别做四种组织结构不同的复合纤维布与砂轮摩擦时的热-力耦合仿真实验,确定一种组织结构耐磨性好的复合纤维布。最后对四种不同结构复合纤维布进行织备,通过拉伸性能测试和摩擦磨损实验确定一种经纬密度耐磨性好的复合纤维布。根据实验和仿真的相互验证确定出一种经纬密度耐磨性最优的复合纤维布作为增强随行振动胶塞耐磨性的材料。
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