分层采油工艺一趟管柱包含多组换层工具,多次换层后工具开关的工作状态难以识别和判断,严重影响换层的成功率和准确性。为解决该问题设计联动式液压换层开关,该换层开关通过“双流道+长短轨道切换+动密封”多重设计,保证打压正确换层,达到循环换层生产的目的。通过关键部件的优化设计,验证其中轨道结构、双通道结构的强度满足设计要求。室内及现场试验均显示:联动式液压换层开关可打压实现流道切换,控制两层系油层换层开采,提高液压换层的可靠性,具有较强的实用价值。

针对组合密封圈失效问题,采用有限元方法分析了不同的材料参数(弹性模量、碳纤维含量、泊松比)以及不同的结构参数(沟槽宽度、沟槽数目、沟槽间隔宽度)条件对密封圈动密封的特性影响。结果表明:预压缩后最大应力位于滑环与O圈接触中间部位,最大接触压力位于滑环内圆左侧;施加流体压力后最大应力位于滑环与O圈接触右侧部位和滑环与O圈接触中间部位,最大接触压力位于滑环内圆中间部位;动密封状态,左、右行程最大接触压力和最大应力的大小及位置基本相同;不同的结构参数和材料参数均会对其动密封特性产生一定的影响。