第一章 概述 1
第一节 引言 1
第二节 封隔器的发展 2
第三节 封隔器的应用 4
一、封隔器基本用途 4
二、封隔器选用依据 5
第四节 封隔器的组成 6
一、密封机构 6
二、锚定机构 7
三、坐封机构 7
四、锁紧机构 9
五、反洗机构 9
六、解封机构 9
七、扶正机构 10
八、防坐机构 10
第五节 封隔器的类型 10
一、封隔器的各种分类 10
二、封隔器的型号编制 12
三、封隔器的类型实例 14
第二章 封隔器结构设计 17
第一节 密封元件形状和尺寸设计 17
一、压缩式密封元件 17
二、扩张式密封元件 22
三、自封式密封元件 26
四、组合式密封元件 27
第二节 密封元件的防突设计 30
一、为什么要采取防突措施 30
二、各种类型的防突方法 32
第三节 卡瓦的结构设计 44
第四节 其他部分结构设计 46
一、封隔器主体外径设计 46
二、直杆轴向拉伸和压缩应力及变形计算 46
三、接头及中心管的抗滑扣计算 47
四、管柱抗压强度设计 48
五、卡簧的设计计算 49
六、锁环的设计计算 49
七、活塞及活塞缸套的计算 50
八、剪断销钉的设计 52
第三章 封隔器材质选择 53
第一节 密封元件材质 53
一、密封元件材料的演变 53
二、密封元件常用的材料 55
第二节 常用钢材 64
第三节 可钻材料 66
一、金属可钻材料 66
二、非金属可钻材料 68
第四节 防腐材料 69
一、防腐处理 69
二、防腐材料 70
第四章 封隔器密封元件力学分析 75
第一节 压缩式密封元件 75
一、有防突结构的压缩式密封元件 76
二、无防突结构的压缩式密封元件 81
三、根据结构特征和压差求坐封力 86
四、根据静压和压差求坐封力 91
五、根据力学分析求设计参数 96
第二节 扩张式密封元件 101
第三节 自封式密封元件 107
第五章 封隔器有限元仿真分析 113
第一节 封隔器有限元分析 113
一、有限元分析原理 113
二、封隔器零件有限元分析 115
三、封隔器胶筒有限元分析 119
四、封隔器卡瓦有限元分析 121
第二节 封隔器工作过程仿真分析 124
一、仿真分析模型的建立 125
二、计算结果分析 130
第六章 封隔器室内试验 135
第一节 封隔器基本试验方法 135
一、 封隔器强度试验 137
二、封隔器密封性能试验 137
三、坐封压力试验 138
四、坐封销钉剪断力试验 138
五、封隔器解封试验 138
六、封隔器锁环试验 138
七、丢手可钻封隔器卡瓦破裂试验 139
第二节 室内试验装置 139
一、水浸试验装置 139
二、高温高压油浸试验装置 143
三、力加载试验装置 148
第三节 密封元件试验 149
一、接触应力的测定 149
二、压缩式密封元件工作性能试验 153
三、扩张式密封元件自封效应试验 161
四、摩擦力的测定 165
第七章 封隔器管柱力学分析 170
第一节 引言 170
第二节 管柱力学模型 171
一、基本效应的力学模型 172
二、不同管柱结构类型的力学模型 183
三、单一管柱的计算 185
四、管柱的强度计算 187
五、复合管柱完井的各种效应的计算 189
六、多管柱结构受力分析 192
第三节 三维弯曲井眼中管柱模型及求解 194
一、三维弯曲井眼中管柱的变形几何关系分析 195
二、三维弯曲井眼中管柱的受力分析 200
三、管柱静力平衡方程、物理方程及微分方程 202
四、根据最小势能原理建立管柱变形微分方程 206
五、管柱变形微分方程的无因次化及其特例 209
六、管柱非线性变形微分方程的求解及临界载荷的确定 212
参考文献 218