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摘要采用柔性金属取代传的弹性依作为密封材的金属密封技术对高溫、高压和强府蚀的
环境有着良好的耐受性,具有克服传统蝉性体密弍技术局限性的巨大潜力。介绍了金属密封技术用
于井下工具密封组件的国内外研究进展情况,并分析了该技术的适用性。阐述了金屬密封技术的原
理并重点分析了金属封技术约密封机理与影响密封能力的主要因素。指出金属密封技术的研究
难点主要集中在密封材开云 开云体育平台料的优选、金属套筒的结构设计、套筒的成型以及套筒的変形方式等。
在油气井开发中弹性体密封材料正重临着高为封隔器密封组件的报道,但主要的研究T作
温、高压和强腐蚀等耐受性和可靠性问题。密封失还是集中于国外的工具厂商。 Baker Hughes、Cale
效不但会导致油井的产量降低和维修成木增加,甚dync等厂商对金属密封技术在井下.具的应用展
至会引起巨大的安全和环境问题。虽然人们采用了开了比较深入的研究,形成了一系列采用金属密封
体密封方式很容易发生爆发性的减压或气化冲击、有的金属对金属的密封技术,采用可控的载荷使可
高温降解、化学降解、开云体育 开云官网循环载荷导致的疲劳、压缩膨胀的余属材料变形膨胀形成压力屏障1-8。该类
外,弹性体的密封组件也容易被井下碎屑冲击而损密封组件的余属套筒冲压成特定形状,并在套筒表
坏に。为了应对油气开发环境的改变和一些井下面加工应力糟。当载荷作用于密封元件时,金属套
操作风险所带来的挑战,科研人员提出将能够承受筒在应力槽位置发生屈服、并沿着原有的外形轮廓
更高温度和压力以及碎屑冲击的金属密封技术用于外膨胀直至与管柱内壁发生接触为止,随着瓶加
井下工具的密封。金属密封技术是采用适当的金属載荷的增加,膨胀后的套筒边缘与套管内壁形成密
材料来代替弹性体材料来形成密封的一种中高膨胀封副来封隔流体以达到密封效果,其过程见图1
的采用Z封元件的可回收式桥塞结构示意图。率为110%~127%,可以通过电缆、钢缆、连续
该桥塞的结构与其他桥寨类似,仅采用Z密封元油管和油管等方式下入,可应用于压裂、堵漏和层
Caledvne公司也开发了貝有专利的金属密封技塞、封隔器和滑开云 开云体育平台套等不同井下工具的密封。图4为
术。该技术儿乎可以适用于任何睨有的井下工 Caledyne公司采用金属密封组件的可回收桥塞结构
图3为 Caledyne公司研制的金属密封维件的结膨胀率,单趟下入管柱来坐封和回收丁具,所有连
构示意图。该组件也采用柔性金属来取代蝉性体作接采用金属时方式。开云体育 开云官网桥塞的结构除了采用金属密
为压力承受載体。与と密封组件不同的是,该组封組件之外,还采用了内藏卡瓦的结构来保证桥塞
件采用内、外2层金属套筒,在2层套筒内部采用的顺利下人,另外还采用能量储存元件来缓冲斥力
可变形的填充料(如聚四氟乙烯等)来填充两者的突然变化对桥塞本体的影响来保证丁具密封的可
之间的空隙。将内层金属套筒的内表面加成W靠性。该桥塞可以げ于修井作业,损伤接头的封
形,当载荷作用于盒飴时,食飴沿着W形的食筒堵,储层分隔,水气关闭,检查管柱泄漏等场合。
Caledyne公司的密封组件叮J以在300℃的温度流体和气体的化学兼容性比橡胶材料要广泛得多。
属密封组件的金属框架结构具有较高的刚度,可以性。金属材料在高温下貝有更高的强度和更好的性
防止下入下具时过快的流体冲过密封组件导致密封能稳定性,因而可以有效防止高温下密封材料的时
体耸起甚至从T.具上脱离,而采取金属对金属密效硬化导致的密封体断裂脱落引起的井筒堵塞
