封隔器毕业设计
高性能封隔器胶筒研制 石油大学毕业论文
高性能封隔器胶筒研制石油大学毕业论文摘要本论文主要针对石油钻井过程中的封隔器与钻头之间的配合问题，提出了一种高性能封隔器胶筒设计方案。
通过对市场上常见的胶筒产品与封隔器配合状况进行分析和常规实验测试，发现存在疲劳寿命短、耐高温性能差等问题。
本文通过优化橡胶材料配方、改进胶筒结构等手段，最终研制出了一款优秀的高性能封隔器胶筒。
实验结果表明，在高温、高压下仍能保持压力稳定，具有较长的使用寿命和良好的配合性能，满足了石油钻井过程中的工况需求。
关键词：封隔器；钻井；胶筒；橡胶材料；高温高压AbstractThis paper mainly proposes a high-performance sealant liner design scheme for the matching problem between the sealant and the drill bit in the petroleum drilling process. Through the analysis of the common products in the market and theconventional experimental tests, it is found that there are problems such as short fatigue life and poor high temperature resistance. In this paper, through optimizing the rubber material formula, improving the structure of the sealant liner, etc., we finally developed an excellent high-performance sealant liner. The experimental results have shown that under high temperature and high pressure, it can still maintain pressure stability, has a long service life and good matching performance, and meets the working conditions in the petroleum drilling process.Keywords: sealant, drilling, liner, rubber material, high temperature and high pressure1. 研究背景封隔器是石油钻井过程中不可或缺的工业密封件，其作用是在井下高温、高压的环境下，保证钻井液和油气等不同介质或混合物在井内不相互干扰，保障钻井的正常进行，同时也避免环境污染和资源浪费。
毕业设计(论文)-防中途坐封封隔器设计[管理资料]
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毕业设计说明书题目：《防中途坐封封隔器设计》所在院系：机械工程学院石油机械班级：机械0703 姓名：指导老师：完成日期： 2011年月日目录中文摘要英文摘要1.绪论 (1)题目的意义 (1)国内封隔器的发展与应用 (2)封隔器的设计原则 (4)封隔器基本标准 (5)封隔器的分类 (5)封隔器的型号编制 (5)代号说明及应用举例 (5)油田用封隔器通用技术条件 (6)主要设计内容 (7)设计技术参数 (7)结构及性能特点 (7)2.总体方案与结构设计 (9)总体方案设计 (9)结构组成 (9)工作原理 (10)结构设计 (10)锁紧机构的设计及选择 (11)锚定方式的选择 (12)解封方式的选择 (14)丢手机构的设计 (14)设计计算 (19)胶筒的设计计算 (19)卡瓦的设计计算 (23)活塞的行程计算 (26)弹簧的设计计算 (27)剪钉的设计计算 (27)封隔器坐封高度计算 (30)密封的设计 (32)3.强度校核 (35)内中心管的校核计算 (35)油缸的校核计算 (36)活塞杆的强度校核 (36)缸筒壁厚的校核 (37)上接头凸台处受力校核 (37)锁紧机构的校核 (37)外中心管上锁紧机构的校核 (37)衬管上卡簧片的校核 (38)4.经济性分析 (39)5.设计总结 (40)参考文献 (41)防中途坐封封隔器摘要为了使封隔器在油田能够得到进一步的广泛应用，在此主要针对常规封隔器在作业时存在的中途坐封、丢手失败、承受双向压力能力差导致一次成功率低的问题，进行防中途封隔器的设计。
该封隔器设计了防中途坐封装置、后处理装置和分压装置，采用了液压坐封丢手、双向锥体卡瓦锚定、机械内锁紧和上提下放管柱解封结构，具有抗碰撞、坐封丢手灵活、防上滑、悬挂能力强、通径大及结构简单综合性能强等特点，可用于悬挂管柱、作桥塞、卡封及堵水。
关键词封隔器坐封丢手解封结构Packer with haifway seatingAbstract In order to makethe conventional packers packers used further widely in oil field , in mainly aiming at halfway seating ,failure of giving up ,badly bearing ability of two-way pressure leading to the problem of a low success , we are ready to design the packer with halfway seating . The packer has been designed ,including halfway seating device , post-processing device and partial pressure device ,in the same time the hydraulic giving up sealing , two-way sit cone card tile anchor mechanical lock and string deliding through carring on or putting down structure have been adopted . It has the resistance of impacting ,giving up flexible ,avoiding the sealing slippery ,better hanging ability ,large drift diameter and better comprehensive structure characteristic. In addition,it can been also used as hanging pipe column ,bridge plug , type packer and water plugging.Keyword packer sealing giving up deblocking structure1 绪论题目的意义封隔器是油田采油工具中重要井下工具之一，它位于套管和油管之间。
封隔器设计计算解析
1.4.4 油田用封隔器的通用技术条件1）名词及术语（1）封隔件——直接起封隔井内工作管柱与井壁环形空间作用的封隔器部件。
（2）坐封——按给定的方法和载荷，使封隔件始终处于工作状态。
（3）解封——按给定的方法和载荷，解除隔件的工作状态。
（4）稳压——在不补充压力和不改变工作条件的情况下，将已建立起的流体压力，保持在规定的范围内。
（5）坐封载荷——封隔器坐封时，所需的外加载荷。
（6）解封载荷——封隔器解封时，所需的外加载荷。
（7）换向疲劳——封隔器坐封后，改变工作压差方向的次数。
2）封隔器的基本参数（1）工作压力工作压力数值应从以下给出的系列中选取。
单位/MPa。
压力 0.7 1.0 1.5 2.0 2.5 3.5 5.0 7.0 10.0 （2）工作温度工作温度数值应从以下给出的系列中选取。
单位/℃温度 55 70 80 90 120 150 180 300 370（3）刚体最大外径刚体最大外径数值优先从以下给出的系列中选取。
单位/mm最大外径 90 95 100 105 115 120 135 140 144 148 152 165 185（4）刚体内通径刚体内通径数值优先从以下给出的系列中选取。
单位/mm刚体内通径 38 40 46 50 55 62 76 85 95 100 1051 强度校核1.1 内中心管壁厚的校核计算内中心管材料选用20CrMo 钢，其许用应力为[σ]=600MPa ，设计壁厚t ＝5mm 。
如图1.1所示，内中心管在力的作用下处于空间应力状态，有：()()()()⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫--+--=-----=2222202202222222022022r a b a b P P a b P b P a r a b a b P P a b P b P a i i i i r θσσ 由于此内中心管只受到内压而无外压，这时在上述公式中，令P 0＝0，得到应力计算公式：⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---=112222222222r ba b a P r b a b a P i i r θσσ 上式表明，σr 恒为压应力，而σθ恒为拉应力，沿筒壁厚度，σr 和σθ的变化情况如图1.2所示：在筒壁的侧面处，r ＝a ，两者同时达到极值，因为两者同为主应力，故可记为：σθ＝σ1，σr ＝σ3。
西安石油大学毕业设计
细粒长石砂岩
0
1.5
0.5
>1.0
痕
1.5
J41 438 1280.45 细粒含黑云母长石砂岩 0
1
0.5
>1.0
痕
1
二、长62储层岩石学特征
2.2 储层物性与孔隙结构 长6油层形成了多孔隙类型： （1）原生粒间孔隙 （2）溶蚀孔隙 （3）微孔隙
三、永宁油田负压分层采油
立项背景和开展意义 永宁油田在近年的油田开发过程中，主要以单层开 采为主，首先主要以开采长6-1为主(也有少数井先开 采了长6-2)。储层岩性为长石砂岩，具有低孔隙、特 低渗透特性，既无边水，又无底水，无气顶，天然能 量不足，属弹性—溶解气驱岩性油藏，随着油田开发 工作的开展，单层开采已经不能满足油田发展的需要， 从2010年开始逐步实现双层开采。
饱和烃
族组成（%） 芳香烃 胶质
沥青质
J62
0.836
6.82
19
6.52
66.10
6.50
3.98
0.43
J68-4
0.836
6.75
18
6.42
66.42
6.97
3.60
0.55
J76
0.840
6.35
22
6.95
66.41
7.72
4.05
0.58
J211
0.840
6.89
24
7.80
63.65
1、丢开接头 2、连接套 3、卡块 4、外套 5、推套 6、剪切销钉 7、主体
OSYD-114液压丢手示意图
四、负压分层采油技术关键
4、负压分层采油管柱组合
负压分层采油管柱的组合方式如右图 所示：由液压丢手和一定数量的堵水封隔 器、负压分采器、死堵组成。在封隔器坐 封后，各层液体必须通过分采器才能进入 油管；其中封隔器和丢手都属于常见的井 下工具。可见，解决问题的关键是利用了 负压分采器。
石油工程技术 Y241-115自验封封隔器
Y241-115自验封封隔器1用途该封隔器用于油、水井的卡层。
可自行验封解决双卡管柱封隔器无法验封的难题。
1.1采用特殊胶筒结构密封。
1.2采用了牙式环锁紧机构，锁紧方便可靠。
1.3设置了独特的自验封结构，可通过压力的变化，确定封隔器的封隔状态。
1.4采用了“T”型槽卡瓦锚定机构，具有动作灵活，卡瓦不脱落的特点。
1.5设置了封隔器解封后，卡瓦锁定机构，以达到封隔器能够顺利起出。
2结构如图2-1所示：图2-1Y241-115自验封封隔器1.上接头2.胶简3.验封套4.剪钉套5.剪钉6.顶胶套7.外筒8.分瓣锁9.马牙环10.锥体11.卡瓦12.卡瓦座13.下接头3技术参数3.1工具总长（mm）：约13403.2钢体最大外径（mm）：1153.3内通径（mm）：623.4两端连接丝扣：27/8TBG3.5坐封压力（MPa）：153.6密封压差（MPa）：253.7适用范围：51/2″套管（Ф118～Ф124.5）3.8适用温度:≤120°4操作说明4.1下入：将该封隔器下到预定位置。
4.2坐封：从油管加压13MPa，稳压3min，然后再加压至15MPa，稳压3min，若压力保持稳定，则证明封隔器坐封可靠。
若压力突然下降，说明封隔器坐封失败。
4.3解封：上提管柱即可解封。
5注意事项5.1封隔器下井前需用相应的通井规通井，用套管刮削器进行刮削作业。
5.2下井前要检查各处销钉是否按要求装配。
5.3试压检查封隔器各密封处不得有渗漏。
5.4下封隔器的位置要尽可能地避开套管接箍。
5.5封隔器的下入速度应维持在每根油管不应短于10秒，并且速度要均匀，严禁撞井口。
5.6进入井内的液体要干净、无杂物。
Y211_150可伸缩热采封隔器的研制
# 新产品开发 !
石 油 机 械
CH INA PETROLEUM MACH INERY
— 43 —
Y211 —150可伸缩热采封隔器的研制 3
周建堃 巩宏亮
(大庆油田有限责任公司采油工程研究院 )
摘要 针对大庆油田稠油油藏的开发需要 , 研制了 Y211—150可伸缩热采封隔器 。该封隔器 主要由密封机构 、坐封锁紧机构 、解封机构 、扶正锚定机构 、热力伸缩补偿机构 、安全脱卡机构 等组成 。它将封隔器与伸缩管设计成一体 , 采用 V 形膨胀石墨密封圈组成密封系统 , 确保伸缩管 热力伸长时封隔器的密封性 。采用左旋上提管柱坐封 , 右旋脱锁 , 上提管柱解封 。室内及现场试 验表明 , 伸缩管与封隔器之间的内密封较好 , 可耐压 20 M Pa, 耐温 375 ℃。
之间的内密封较好 , 封隔器可耐压 20 M Pa, 耐温 375 ℃。
参 考 文 献
[ 1 ] 刘庆峰 , 张瑜瑾 , 郑永生 , 等 1BK361 系列补偿式 热采封隔器 1石油机械 , 2003, 31 (3) : 36 - 371
[ 2 ] 刘文江 , 徐建春 , 孙爱军 , 等 1热胀式封隔器用于 稠油 热 采 井 1 油 气 田 地 面 工 程 , 2004, 23 ( 6 ) : 601
技 术 分 析
11结构 Y211—150热采封隔器结构如图 1所示 , 主要 由密封机构 、坐封锁紧机构 、解封机构 、扶正锚定
图 1 Y211—150可伸缩热采封隔器结构示意图 1—上接头 ; 2—剪切销钉 ; 3—密封套接头 ; 4—固定销钉 ; 5—上压盖 ; 6—密封圈 ; 7—挡环 ; 8—密封套 ; 9—中心管 ; 10 —限位环 ; 11 —导向螺钉 ; 12 —卡瓦 ; 13 —弹簧 ; 14 —卡瓦挡环 ; 15 —卡瓦体 ; 16 —坐封销钉 ; 1 7 —剪 切 环 ; 1 8 —锥 体 ; 1 9 —锁 环 ; 2 0 —上 挡 环 ; 2 1 —胶 筒 总 成 ; 2 2 —下 挡 环 ; 2 3 —碟 形 弹 簧 ; 2 4 — 标准环 ; 25 —外套 ; 26 —定位爪 ; 27 —剪切挡环 ; 28 —剪切滑套 ; 29 —伸缩管 ; 30 —下接头 ; 31 —连接螺钉
包装箱封口机毕业设计说明
摘要本次课题设计的是折盖封箱机，采用两侧皮带驱动来进行折盖封箱的方案，上下封箱、经济、快速、平稳。
这种方案在技术上是相当成熟的一种，它被广泛应用于生产实际中。
这次设计的折盖封箱机，可以根据纸箱规格，手动调节宽度及高度，可单机作业，也可与自动化包装流水线配套使用。
工作时，当箱体进入工作空间后，由光电开光控制推杆使折盖机构折合箱体，当箱体运行至刀架位置时，箱体将刀架和前胶带压轮压退位，而后胶带压轮在四杆机构的作用下与前胶带压轮保持同步运动而退位，并使前面的胶带与纸箱贴合并封箱。
随着箱体前进，胶带不断地抽出封在箱体上。
当箱体的后部离开刀架时，前胶带压轮由于四杆机构的作用与后胶带压轮的运动一致，而刀架受弹簧弹力作用，复位弹起，切断胶带。
当箱体运动至离开后胶带压轮时，后胶带压轮也由于受可调弹簧回位作用而复位，使连在箱体上最后的胶带也贴在箱体上，完成后段封箱任务。
该论文详细说明了本次封箱机设计的步骤及其依据。
包括设计方案的选择、折盖机构的设计、电机的选择、工作台部件的设计、顶式部件设计和刀片的设计。
关键词：折盖封箱机；折盖机构；四杆机构；刀架部件；刀片设计AbstractThe packing box sealing machine that this subject is designed, adopt both sides belt to drive to carry on the scheme of a box, seal the box, economy, fast, steady up and down. This kind of scheme is applied to producing in reality extensively, is a quite ripe one technically. The packing box sealing machine designed this time, can regulate width and height by hand,according to the carton specification, but unit homework, can also pack the assembly line to use with automation tegether. Work, when the box into the working space, the box at the side of the toothed belts advance under friction. When run to the turret position, box blade frame and pressure roller pressure to step down before the tape, but after the knife and tape roller in the role of four-bar mechanism with a tape roller under the synchronized movement to abdicate, and to front .The tape and carton sealing paste the merger. With the advance box, tape keep out letters in the box on. When the box from the back of the blade, the first tape roller as the role of four-bar linkage with the movement of the roller after the tape line, the blade holder by a small spring elastic effect reset the bounce and cut tape. When the cabinet after the departure of tape roller sports, the post-tape roller is also adjustable spring back due to the role of the reset bit, so even the last of the tape in the cabinet are also posted on the box,machine steps and its basis. Including the choice of design, motor selection, workbench component design, component design and top-style blade design.Keywords: Sealing machine; four-bar linkage; table components; turret components; blade;目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 包装箱封口机的作用 (1)1.3 包装箱封口机械的分类 (2)1.4 包装箱封口机械的发展状况 (2)1.4.1 国外包装箱封口机械的发展状况 (2)1.4.2 国内包装箱封口机械的发展状况 (3)第2章总体方案的设计 (6)2.1 毕业设计任务书及设计参数 (6)2.1.1 技术参数 (6)2.1.2 设计目的 (6)2.1.3 设计的内容 (6)2.1.4 设计任务 (6)2.1.5 基本要求 (7)2.1.6 注意事项 (7)2.2 机构选型原则 (7)2.3 传动装置方案论证 (8)2.3.1 选择原则 (8)2.3.2 液压传动的优缺点 (8)2.3.3 气压传动的优点和缺点 (9)2.3.4机械传动优缺点 (10)第3章封口方案的选择 (11)3.1 采用热压进行封口 (11)3.1.1 板式热封 (11)3.1.2 滚轮式热封 (12)3.1.3 带式热封 (12)3.1.4 滑动滚压式密封 (13)3.1.5 滑动式热封 (13)3.1.6 脉冲热封 (14)3.1.7 熔切式热封 (14)3.1.8 脉冲熔切式热封 (15)3.1.9 超声波热封 (15)3.1.10 高频热封 (16)3.1.11 手动式封箱机 (16)3.1.12 环带式薄膜封口机 (17)3.1.13 热压式封口机的应用范围及选用原则 (18)3.2 采用加热使包装容器封口处熔融封口 (10)3.2.1 常用熔焊封合方法选用时应考虑一下几个方面 (19)3.3 利用金属变形实现封口 (19)3.3.1 卷边封口使用范围及选用原则 (20)3.4 采用滚压金属进行封口 (21)3.4.1 滚压式封口机的使用范围及选用原则 (21)3.5 采用瓶盖封口 (21)3.6 采用塑料绳金属线等辅助物进行封口 (22)3.7 采用胶带封口 (23)第4章包装封口机的设计计算 (25)4.1 电动机的选择 (25)4.2 传动方案的选择 (25)第5章包装箱封口机的结构设计 (27)5.1 包装箱封口机的基本结构 (27)5.2 包装箱封口机的工作原理 (28)5.3 工作台部件 (28)5.3.1工作台高度的调节 (28)5.3.2 调节导带的宽度 (30)5.3.3 辊轮的固定 (31)5.3.4 侧面传动机构设计 (31)5.4 顶式部件设计 (31)5.5 刀架部件设计 (32)5.5.1 工作原理 (32)5.6 刀片的设计 (33)结论 (34)参考文献 (35)致谢 (36)第1章绪论1.1 课题背景随着社会的发展，包装封口机在各种机械中发挥着越来越重要的作用。
封隔器硬件机构的结构设计与探讨
326封隔器是井下工具管柱的核心组成部分，在试修、增产措施、完井采油采气工艺中起着重要的作用。
从早期的“种子袋”封隔器问世以来，封隔器的发展经历了一百多年的历史，其种类繁多。
早期的封隔器结构简单，用途单一，承压能力低。
随着油气勘探开发不断向深井、高温高压方向发展，对完井作业封隔器提出了更高的承压能力和密封可靠性等性能要求。
因此，封隔器的结构设计也就出现了从无锚定到单向锚定和双向锚定的发展过程。
同时，封隔器类型也相应地形成了自封式、扩张式、压缩式、组合式（按密封件分）以及可取式和永久式（按结构分）等类型和系列。
尽管目前国内外的封隔器种类较多，但从性能上看，主要还是要满足下得去、封得严、能耐久和起得出的基本要求。
从主体结构上来看，主要有软件（密封）机构和硬件机构两大块。
其中硬件机构主要包括锚定、锁紧、扶正、坐封、解封5大部分，而每一部分由若干零部件组成[1]。
下面主要对封隔器硬件机构的结构设计方式予以分析探讨。
1 封隔器硬件机构的结构设计分析1.1 锚定机构锚定机构又称固定部分，其作用是将封隔器固定在井壁或管柱上，防止封隔器由于轴向力的变化产生位移而影响密封性能，将封隔器上的承压力作用在套管壁上。
根据承受压力方向的不同，主要有单向锚定和双向锚定2种方式。
单向锚定的结构设计方式主要有2种：（1）水力锚结构：此种结构一般是水力锚在封隔件的上部，防止上顶，承受来自封隔器下部的压力。
早期的结构是与封隔器设计成一体，现在一般作为配套工具单独设计加工，连接在封隔器管柱中，根据工艺需要，可接在封隔器的上、下部。
（2）单向卡瓦、单锥体结构：此种结构通常设计在封隔件的下部，通过下放封隔器管柱上方的悬重或下压，使锥体胀开卡瓦锚定在套管壁上。
主要承受上压差（见图1）。
在早期的浅井应用中，也有将其反向设计在封隔件的上部，承受下压差，采用拉力坐封。
但目前较少采用。
图1 单向卡瓦、单锥体结构示意图1-卡瓦承体；2-卡瓦；3-锥体双向锚定的结构设计方式主要有3种【2】：（1）水力锚、卡瓦组合结构：此种结构是指水力锚和单向卡瓦组合的锚定方式（见图2）。
高压单管封隔器设计说明书正式版
目录1 设计的选题目的、意义 (1)1.1选题目的 (1)1.2选题意义 (1)2 国内外发展研究现状 (2)3 封隔器以及注水过程的工作原理 (4)3.1封隔器的工作原理 (4)3.1.1 封隔器的介绍 (4)3.1.2 封隔器的作用 (4)3.1.3 封隔器使用范围 (5)3.1.4 封隔器的主要结构以及工作原理 (5)3.2注水工艺 (6)4 主要研究内容 (8)5 总体方案确定 (8)5.1结构 (9)5.2坐封 (9)5.3工作过程 (9)5.4解封 (10)5.5为克服管柱蠕动对封隔器影响的结构设计 (10)6 计算设计过程 (11)6.1封隔器工作参数选取 (11)6.2各部分的结构尺寸设计 (11)6.3效核 (32)7 高压单管封隔器设计的可行性分析 (37)8 结论 (38)谢辞 (39)参考文献 (40)高压单管封隔器设计1 设计的选题目的、意义1.1 选题目的油田广泛运用封隔器于采油、注水及其它油井特殊作业。
国内生产封隔器的厂家也不少，但关于高压封隔器产品几乎还没有，主要靠进口。
同时，长期以来，对低渗透、深油藏的高压注水油田没有合适的分注工具。
为此，选定此项目进行高压单管封隔器设计。
1.2 选题意义我国的大多数油田属非均质多油层特点，油田开采的主要矛盾是如何提高各类油层的动用程度和经济效益，达到可持续发展。
在开发过程中，各油层的产量、压力和吸水能力等存在很大差异，如何合理开发多层油田，提高采收率，又要可持续发展，一直是一个很重要的问题。
以封隔器为中心的井下分层工具，对油层实现分采分注是极其重要的，因此对封隔器的研究对油田开发具有重要的意义。
对于注水开发的油田，随着油田开发程度的加深，油井层之间矛盾日益突出，为了保持地层压力、稳定原油产量，必须采取分层注水、封堵高产水层等调整措施。
2 国内外发展研究现状资料显示，欧美等发达国家在油田开发中采用封隔器已有近百年的历史，较早的油田封隔器是包裹在油管外面，试图将不同的液相进行隔离。
封Y-342封隔器设计
Y-342封隔器设计目录1.概述 (2)2.常用分层注水工具的结构、原理 (3)3.分层注水基本管柱类型 (10)1.概述封隔器是采油工程中用来分层的井下工具。
封隔器上设计有采油通道，坐封时，活塞套上行，采油通道被打开；坐封后，上层压力作用在平衡活塞上，向上推胶筒，使解封销钉免受剪切力；解封时，靠胶筒与套管的摩擦力剪断解封销钉，活塞套下行，关闭采油通道。
优点：减少了油井封隔器堵水施工工序，能方便地实现不压井不放喷作业，并且能双向承受高压，使用寿命长。
油田常用的皮碗封隔器为自封式。
其皮碗外径大于套管内径，靠皮碗与套管的过盈配合来实现封隔器的密封，下井时阻力大，皮碗易磨损和刮坏，从而失去密封性。
随着对油层的深入认识，厚油层挖潜势在必行，同时也对井下封隔器提出了更高的要求。
1.1封隔器的分类及型号编制⑴封隔器的分类封隔器封隔件实现密封的方式进行分类。
自封式：靠封隔件外径与套管内径的过盈和工作压差实现密封的封隔器。
压缩式：靠轴向力压缩封隔件，使封隔件外径变大实现密封的封隔器。
扩张式：靠径向力作用于封隔件内腔，使封隔件外径扩大实现密封的封隔器。
组合式：由自封式、压缩式、扩张式任意组合实现密封的封隔器。
⑵封隔器型号编制编制方法：按封隔器分类代号、固定方式代号、坐封方式代号、解封方式代号及封隔器钢体最大外径、工作温度/工作压差六个参数依次排列，进行型号编制，其形式如下：SHAPE \* MERGEFORMAT图8代号说明：分类代号：用分类名称第一个汉字的汉语拼音大写字母表示，组合式用各式的分类代号组合表示。
见表2。
表2 分类代号固定方式代号：用阿拉伯数字表示，见表3。
表3 固定方式代号坐封方式代号：用阿拉伯数字表示，见表4。
表4 坐封方式代号解封方式代号：用阿拉伯数字表示，见表5。
表5 解封方式代号钢体最大外径：用阿拉伯数字表示，单位为毫米(mm)。
工作温度：用阿拉伯数字表示，单位为摄氏度(℃)。
工作压差：用阿拉伯数字表示，单位为兆。
封隔器设计说明书
Y241-114封隔器设计摘要：本文研究的封隔器是油气井作业中使用广泛的一种井下工具，其作用是在油井深度方向实现分层作业。
封隔器上的卡瓦锚定后起到支撑封隔器、锁定胶皮筒的作用，其性能的好坏直接影响到油井的产量和生产安全。
随着油气田开采的深入，地层情况越来越复杂，分层作业越来越普遍，对封隔器的使用要求也越来越高，封隔器系统失效的情况时有发生，给生产造成损失。
本文概述了油田常用的封隔器的类型、参数、命名及其工作原理；讨论了目前封隔器所用的胶筒的发展现状；分析了卡瓦对套管的损坏机理，讨论了卡瓦齿形对其受力的影响及对套管损坏的影响；分析了Y241-114封隔器的工作原理以及结构特征并对各重要零部件进行强度校核，进而完成对Y241-114封隔器的设计，得出结论。
Y241-114型封隔器主要用于分层注水中，该型封隔器中设计的内锁紧机构，实现了机构的重复坐封，提高了承压能力，采用的单向卡瓦结构，对注水工艺管柱进行扶正和锚定，提高了传统的无卡瓦封隔器的承压能力与解封力。
同时还采用新型胶筒材料，能使密封元件更好耐高温、高压。
因此该封隔器具有承压能力高，使用寿命长，密封效果好，能够满足高压分注工艺要求。
关键词：封隔器；高压；注水；设计The Design of Packer of Y241-114 formAbstract: Packer of this study is widely used in oil and gas wells operating a downhole tool, its role is to realize the depth direction in the well stratified operation. Slips on the packer packer support after the play, lock the role of rubber tube, the performance has a direct impact on oil production and production safety.With the deepening exploitation of oil and gas fields, stratigraphic situation more complex, layered work more and more common, the use of packer demand more and more, packer system failure situations have occurred, causing damage to production . This article outlines the common oilfield packer type, parameters, name and the working principle; discuss the current packer cones used in the development of the status quo; of the slip of the casing of the failure mechanism, gear slips discussed The influence of its shape and the influence of casing damage of the Y241-114 packer works and structural characteristics and strength check of all major components, and then complete the Y241-114 packer Design, draw a conclusion.Y241-114 packer is mainly used in water injection. It has the locking mechanism, and makes the realization of the repeated closures. It can bears high pressure. The packer using a one-way slip structure makes the water injection string centralized and anchored, and it also enhances the traditional non-slip packer capacity and the pressure of being lifted. The packer also adoptes the new rubber material to seal better under high pressure and high temperature. So it can be bears high-pressure, and has long service life, seals effectly, and met the high-pressure injection.Key words: packer; hypertension; water injection; design目录1 绪论.............................................................................................. 错误!未定义书签。
封隔器设计计算
封隔器设计计算144油田用封隔器的通用技术条件1 )名词及术语(1)封隔件一一直接起封隔井内工作管柱与井壁环形空间作用的封隔器部件。
(2)坐封一一按给定的方法和载荷，使封隔件始终处于工作状态。
(3)解封——按给定的方法和载荷，解除隔件的工作状态。
(4)稳压一一在不补充压力和不改变工作条件的情况下，将已建立起的流体压力，保持在规定的范围内。
(5)-------------------- 坐圭寸载荷圭寸隔器坐圭寸时，所需的外加载荷。
(6)解封载荷——封隔器解封时，所需的外加载荷。
(7)-------------------- 换向疲劳封隔器坐封后，改变工作压差方向的次数。
2 )封隔器的基本参数(1)工作压力工作压力数值应从以下给出的系列中选取。
单位/MPa。
压力0.7 1.0 1.5 2.0 2.5 3.5 5.0 7.0 10.0(2)工作温度工作温度数值应从以下给出的系列中选取。
单位/ r温度55 70 80 90 120 150 180 300 370(3)刚体最大外径刚体最大外径数值优先从以下给出的系列中选取。
单位/mm最大外径90 95 100 105 115 120 135 140 144 148152165 185(4)刚体内通径冈寸体内通径数值优先从以下给出的系列中选取。
单位/mm刚体内通径38 40 46 50 55 62 76 85 95 100 1051强度校核1.1内中心管壁厚的校核计算内中心管材料选用20CrMo钢，其许用应力为[q]=600MPa，设计壁厚t = 5mm。
如图1.1所示，内中心管在力的作用下处于空间应力状态，有：a2p b2P0 P P o b2a2r ~7~2 2 ~7~2 2 2_b a b ara2R b2F0 P P o b2a22 2 2 2 2~b a bar由于此内中心管只受到内压而无外压，这时在上述公式中，令P0= 0，得到应力计算公式:Pa2b27~2 2 ~barPa2£ 1■ 2 2 2 1bar上式表明，o r恒为压应力，而別恒为拉应力，沿筒壁图1.1内中心管厚度，o和o的变化情况如图1.2所示：在筒壁的侧面处，r二a,两者同时达到极值，因为两者同为主应力，故可记为：o，o = o。
毕业设计(论文)-Y445-152注汽封隔器设计
[9]张义强，刘延文等.Y445-152型大通径二次丢手注汽封隔器，石油机械，2003（8）；
[10]窦益华.井下工具零件应力分析[J].石油矿场机械，1995，24（2）：33-34；
1976年到1985年间，随着开采量的增加，我国大多数油田的开采方法逐渐由自喷转变为机械采油。封隔器的研制基本解决了分层采油、分层注水等作业难题。
1986年到1995年间，我国机采井数已达油井总数的99.3%，为了解决增产和修井作业中遇到的问题，实现稳油控水的目标，先后研制出了用于产油、注水和储采等作业的专用封隔器。
学生：机械工程学院
指导教师：机械工程学院
[摘要]封隔器是实现油田开采的重要工具，能够为油气井的正常生产和各种工艺措施买的顺利进行提供有效的机械手段，在油气勘探开发过程中占据着非常重要的地位。封隔器性能的优劣以及可靠直接影响拿到油气井你的措施成功率和开发成本。本次研究了Y455-152封隔器，分析了封隔器的类型、参数、命名及其工作原理；讨论了目前封隔器的发展现状，分析了的工作原理以及结构特征并对各重要零部件进行强度校核，进而完成对，Y455-152封隔器的设计，得出结论。Y455-152型封隔器中设计的内锁紧机构，实现了机构的重复坐封，提高了承压能力，采用的双向卡瓦锚定结构，对注水工艺管柱进行扶正和锚定，提高了传统的无卡瓦封隔器的承压能力与解封力。同时还采用新型胶筒材料，能使密封元件更好耐高温、高压。
五
5.1
（1）封隔器整体方案设计
（2）封隔器结构设计、密封元件设计
（3）整体受力分析及主要零部件强度计算
（4）装置的总装图和重要部件的二维零件图
多功能封口机的毕业设计
多功能封口机的毕业设计AbstractThe purpose of this paper is to design a ___ machine that can be used in a variety of industries。
The design background。
objectives。
and content are discussed in the n。
The design method。
task requirements。
and ___ design n。
The structure design n ___。
___ of the project and suggests possible ___.n1.1 Design BackgroundWith the increasing demand for packaging in us industries。
there is a need for a ___ machine that can handle different types of ___ on the market are often ___ industries.1.2 Objectives and SignificanceThe objective of this project is to design a sealing machine that can seal different types of bags。
including plastic。
paper。
and aluminum foil bags。
The machine should also be able tohandle different materials。
such as liquids。
powders。
___ industries.1.3 Design ContentThe design content of this project includes the scheme design and structure design of the ___ layout of the machine。
可伸缩热采封隔器设计开题报告
1课题的意义现今中国已开发油田多数已处于高含水和高采出程度阶段，东部多数老油田综合含水高达85％以上，可采储量采出程度达到70％以上。
老油区经过多年加密调整和注水开采，依靠常规方法开采稳产难度越来越大。
由于中国油田大多为陆相沉积，油藏非均质性严重，原油粘度较高，因而水驱采收率较低。
目前中国注水开发油田平均采收率仅为32％，有68％的地质储量依靠常规开发技术难以采出，只有依靠新技术才能进一步提高油田采收率。
热力采油作为一项大幅度提高原油采收率的技术应运而生，它主要包括蒸汽吞吐、蒸汽驱、热水驱、火烧油层等。
热力采油主要用于稠油油藏，此外还用于高凝油油藏的开采，普通黑油油藏也开展过热力采油的尝试。
但其在稠油开采中的应用潜力尤为巨大。
目前，中国稠油年产量约占原油总产量的10％。
全球稠油储量也非常丰富，稠油资源量约为普通原油资源量的3倍。
根据中国第二次全国资源的评价资料，中国稠油的资源量约有8⨯，目前全国陆上仅探明约198.710t8⨯，稠油勘探潜力巨大。
随着稠油储量的不断发现，稠油将在原油产量中1810t占有越来越重要的地位，它对世界石油能源的供给发挥着巨大的作用。
稠油将是21世纪能源的新星。
鉴于稠油对能源的重要性，热力开采石油作为稠油开采的重要技术成为了目前世界上规模最大的提高原油采收率工程项目。
热力采油的效果主要体现在加强降粘、热膨胀、轻烃蒸馏、岩石表面向水湿转变、油相渗透增加、乳化驱替等。
由此可见，热力采油对提高采收率具有明显的实用性与经济效益。
因而研制出一套与热力采油相适应的井下工具对热力采油的推广与应用起着极为重要的作用。
封隔器作为油田采油工具中重要井下工具自然成为了研制对象之一。
但在热力采油井下作业时，常常面临着高温高压的工作环境，因而对井下封隔器要求比较苛刻。
如注蒸汽采油时既要求耐温、耐压密封、又要解决受热膨胀蠕动时伸缩密封问题。
要求涨封、解封灵活，容易取出。
考虑到热采短期的单井吞吐及长时间面积注汽时，蒸汽、油、天然气、水对封隔器的腐蚀条件下，应保证封隔器能长时间密封，解封方法也应多样化，适应各种不同使用条件的需要。
Y341110mmHBZJ-120℃-18封隔器图纸与工作原理
Y341110mmHBZJ-120℃-18封隔器图纸与工作原理Y341 110mm HBZJ-120℃/18封隔器工作原理：一、坐封：油管内加压，液体进入中心管，通过中心管上的进液孔进入到封隔器内，此时，上活塞推动脱节套向上移动，洗井阀向下移动（2Mpa关闭洗井活塞），下活塞向上推动坐封活塞移动，这两个活塞同时推动活塞套、锁套、下压环、限位套向上移动压缩胶筒；当压力达到9-11Mpa时，脱节套剪断脱节钉，上钢球没有脱节套的支撑，此时处于悬空状态，逐级解封机构被打开；油管继续加压，压力达到16Mpa时，坐封销钉被剪断，同时，活塞套向下掉落会原位，继续加压至18Mpa，坐封活塞端面顶到支撑套下端面，坐封活塞限位，继续打压也不会向上移动，同时，锁套与卡簧锁死，胶筒完全涨封，封隔器完成坐封。
二、洗井：洗井时，向套管内注液体，加压至2Mpa即可打开洗井阀，液体通过洗井阀套的进液孔进入到封隔器的洗井通道，由于封隔器坐封后，外心管的出液孔与锁套的出液孔相通，所以，洗井液通过洗井通道从外心管与锁套的出液孔流出，此时，完成洗井作业。
三、解封：由于坐封时，上钢球已经悬空，逐级解封机构被打开，所以，上接头与上心管没有钢球的锁定，上提管柱时，上接头先带动上备帽、上外套、洗井阀套向上移动，在胶筒的摩擦力作用下，上提力剪断了解封销钉，此时中心管不移动，也不带动下一级的封隔器向上移动，实现逐级解封的功能；继续上提管柱，上外套中间台阶，顶到上活塞，上活塞顶到上心管，上心管与中心管为螺纹连接，所以带动中心管上移，中心管向上移动一个锁簧的距离后，锁簧没有支撑套的支撑，处于悬空状态，在胶筒的弹力作用下，锁簧向里回收，当回收2.5mm后，其锁死的卡簧座完全能通过，此时，在胶筒的弹力作用下，限位套、下压环、卡簧、卡簧座、锁套一起向下移动，胶筒释放回收，封隔器完成解封。
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毕业设计开题报告
题目：《防中途坐封封隔器》
所在院系：机械工程学院石油机械
班级：机械0703 姓名：刘世裕
指导老师：徐爱荣
日期： 2011年3月15日
开题报告
一、选题的目的意义（理论、现实）和国内外研究概况
（一）目的意义：在疏松砂岩油藏的防砂施工中使用的悬挂丢手工具性能的优劣是防砂能否一次成功的关键。
常规的封隔器防中途坐封能力不强，当悬挂较长防沙管或在大斜度井中下井过程中，管柱受力复杂，封隔器极易中途坐封而降低一次施工成功率，大大增加了作业费用。
另外，常规封隔器不具备后处理安全装置，在进行打捞作业时，若悬挂的管柱被砂埋，使得封隔器极易被拔断，打捞难度大大增加。
针对这些问题，在本次毕业设计中，进行了防中途坐封安全处理封隔器设计。
（二）国内外研究概况：封隔器是井下管柱的核心组成部分，在采油工艺中起着极重要的作用。
从早期的“种子袋”封隔器问世以来，封隔器的发展经历了一百多年的历史，其种类繁多。
最早出现的封隔器不带有锚定机构，它的结构简单，用途单一，承压能力低，随着石油工业的发展，人们发现，它远不能满足生产的需要，这样就出现了带有锚定的封隔器。
封隔器大致经历了由无锚定到单向锚定和双向锚定的发展过程。
一般来讲，无锚定封隔器双向承压能力都比较低，单向锚定封隔器只有较高的单向承压能力，而双向锚定封隔器则具有了较高的双向承压能力。
随着石油工业的发展，封隔器也不断发展，种类也越来越多，其类型有：支撑式、卡瓦式、皮碗式、水力扩张式、水力自封式、水力密封式、水力压缩式等。
在当前各大油田中，大多使用的封隔器为以上几种形式，但是还不能解决问题。
随着油、气井增多和复杂程度，封隔器的要求也要提高，例如，中原井下研究所研制成功开窗侧钻导斜封隔器，主要解决油田老区块具有开发价值的加深井，变形和事故井恢复生产的难题，它比打新井投资少，周期短，是油田原油上产的重要措施之一。
以前，套管开窗打水泥塞，座斜向器，开窗至少需要下三趟钻，施工周期长，侧钻成本高。
开窗侧钻导斜封隔器开窗侧钻中，只需一趟就可将封隔器、斜向器和开窗钻头送入设计深度，实现坐封，定向，开窗一次成功。
与以前相比，施工周期至少缩短3-5天，减少了施工成本和注灰造成的环境污染等；稠油井的开采难度，就要用注蒸汽来解决，这些需要考虑到温度、压力、腐蚀等多种条件；在1994年，美国初步研制出2 1/8in高效可锚定单级膨胀式封隔器，在比较恶劣的工况下，具有较高的工艺操作可靠性和耐压、耐温以及抗腐蚀性能。
热补偿扩张式封隔器工艺技术是针对注水井增注和测试而研制的，该封隔器是在小直径井的措施处理管柱和测试管柱与较大套管之间形成密封。
该封隔器
释放后，就把相关的区域隔离，这样就可注入可以增加注入量的液体，注入足够量的液体可使扩张式封隔器附近的区域温度降低，降低了膨胀压力，从而使封隔器密封。
二、本设计的理论依据、设计内容和设计原则、步骤及进度安排
（一）理论依据：画法几何与机械制图、机械原理、机械设计、工程材料及成型技术、材料力学、计算机辅助设计与制造、石油钻井设备、石油采油设备、石油机械新进展、机械故障分析、流体力学及液压传动、几何量公差与检测等。
（二）设计内容：针对目前油田使用封隔器的诸多问题，设计一种新型防中途坐封安全处理封隔器。
（三）设计原则：
1）改进封隔器的结构，提高封隔器安全可靠性及技术性能；
2）在不影响技术性能的前提下，尽量简化结构，降低成本；
3）综合考虑封隔器的整体结构来设计承压平衡、坐封平衡和下锥体脱卡问题。
另外，在封隔器设计时还应注意：（1）锚定方式选择（2）坐封后的承压平衡（3）解封方式选择（4）双锥体结构锚定机构的下锥体脱卡（5）缩紧机构的设计与选择。
（四）步骤及进度安排：
2011年3月15日拟定提纲并完成开题报告
2011年4月10日资料收集齐
2011年5月10日完成初稿
2011年5月25日完成论文修改
2011年5月30日定稿
三、本设计的重点、难点，预期结果和成果形式
（一）重点、难点：防中途坐封装置的设计，包括：防中途坐封束爪、活塞、剪钉、衬管、中心管、上锥体、卡瓦筒、卡瓦、弹簧、下锥体和调节螺帽。
（二）预期结果：解决常规封隔器作业时存在的中途坐封、丢手失败、承受双向压力能力差等导致一次成功率低的问题。
（三）成果形式：装配图一张（A0）、零件图两张（A0）、设计说明书一份。
四、主要参考文献
1 胡玉志，刘克勇，王黎阳等．p90 mm金属封隔器的研制．河南石油，2005，19(2)：66～67
2 王黎阳．金属封隔器的研究．新疆石油科技，2004，14（2）：45～47
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4 刘汝福，韩进，汪韶明等．封隔器高温性能试验系统研制．石油矿场机械，2004，33(6)：111～113
5 张晶，赵启成，王振清等。
卡瓦封隔器工作过程的电测分析．大庆石油学院学报，2005，29(4)：89～91
6 李化甫，叶鹏，谭英杰等．封隔器圆度、同轴度检测装置．油气田地面工程，2006，25(8)：74
7 王守芳，刘猛，周普清等．上提加压式封隔器坐封高度的确定．油气井测试，2002，11(4)：40～43
8 王隆慧，李洪春，刘汝福等．高压注水井套管保护管柱受力分析探讨．石油矿场机械，2004，33(增刊)：39～42
9 周先军，平利，季公明等．封隔器胶筒接触应力分布有限元计算．钻采工艺，2002，25(4)：51～52
10 杨秀娟，闫相祯，贾善坡等．封隔器胶筒大变形的粘-滑摩擦接触分析．机械强度，2006，28(2)：229～234
11 王迪，何世平，张熹等．封隔器卡瓦接触应力研究．实验力学，2006，2l(3)：35l～356
12 伍开松，谢斌，杨新克等．封隔器卡瓦的三维接触有限元分析．石油矿场机械，2005，34(6)：47～49
13 曹来庆，刘华，郝建荥等．封隔器失效原因．油气田地面工程，2003，22(7)：81
学生签名：年月日指导教师意见（对本课题的深度、广度及工作量等的意见）
指导教师签名：年月日开题指导小组意见
评阅人签名：年月日。