保溫球閥保溫保壓取心工具是一種能獲取基本保持或接近地層原始溫度和壓力狀態(tài)信息巖心的取心工具,它具有保護井下巖心不受鉆井液污染、物性資料真實等優(yōu)點。
當巖心筒從井底提升到地面時,巖心內(nèi)儲存的流體、氣體和輕質(zhì)組分等物質(zhì)不會因筒外壓力和溫度的降低而發(fā)生劇烈膨脹和散逸現(xiàn)象,對儲層流體飽和度、儲層壓力、油層相對濕度及油氣水分布規(guī)律等資料保持完整,能真實地反映井底條件下原始地層的物性狀態(tài)。因此,保溫保壓取心技術(shù)獲取的井下地質(zhì)數(shù)據(jù)準確可靠,對常規(guī)油氣田開發(fā)方案的合理制定以及對可燃冰、頁巖氣和致密氣等新能源的開發(fā)具有廣泛的應用前景。
保溫球閥保溫保壓取心工具的技術(shù)關(guān)鍵是在完成鉆井取心和割心作業(yè)后,如何地密閉所獲取的巖心,保持井下原地的壓力和溫度等地質(zhì)信息參數(shù)。通常采用井下球閥機構(gòu)密封取心內(nèi)筒的方式來實現(xiàn),對于井下地層壓力大和溫度高的取心井,現(xiàn)場工程實踐中出現(xiàn)球閥關(guān)閉裝置的半滑環(huán)軸銷剪斷及球閥倉破壞等現(xiàn)象,導致球閥在井下工作時關(guān)閉不嚴或者無法關(guān)閉,從而嚴重影響井下保溫保壓取心工藝的可靠性,降低了保壓率、密閉率和取心收獲率等技術(shù)指標。
在此提出一種井下可轉(zhuǎn)動的保溫球閥機構(gòu),該機構(gòu)具有動作靈活可靠,取心成功率高的優(yōu)點。保溫保壓取心工具承受的軸向載荷大,井下環(huán)境惡劣,特別是其徑向尺寸受到空間狹窄的限制,部分零件的機械強度安全系數(shù)儲備小,局部工作表面出現(xiàn)了嚴重壓潰或過度變形情況。
擬以某GW194-70BYM型保溫保壓取心工具為對象,采用有限元數(shù)值分析方法,對現(xiàn)行球閥機構(gòu)在典型工作狀態(tài)下的力學行為進行分析計算,找出其應力集中部位和強度薄弱環(huán)節(jié)。該項研究結(jié)果對于指導球閥機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計及提高其工作安全性具有重要意義。