针对渤海油田常规液压控制智能分层注水技术调配精度低、分注层数少、不能满足小眼井应用需求和无法实时监测井下注水情况等问题,开展了数字解码器研制、井下流量控制阀调节级数优化、配套大排量涡街流量计和分层调配方案设计等技术研究,形成了渤海油田液压控制智能分注优化关键技术。优化后,最大分注层数达到6层,不同规格流量控制阀的调节级数分别增大至11级和7级,满足了?82.6 mm小井眼注水井的应用要求,可实现地面实时监测井下注水情况。该技术在渤海油田应用20井次,智能分注系统运行稳定可靠,井下水嘴调节灵活,井下数据上传高效,测试精度高于95%,平均单井调配周期缩短至1 d,应用效果良好。应用结果表明,该技术可增加分注层数,实现了小眼井分注、井下注水情况的实时监测。

为了了解楔形封隔器卡瓦与套管相互作用的力学性能,为封隔器优化设计和坐封参数选择提供依据,通过分析坐封锥体和卡瓦的受力状态,得到了卡瓦与套管接触力计算公式,厘清了影响因素。应用ANSYS有限元分析软件建立了坐封锥体-卡瓦-套管有限元分析模型,分析了不同轴向坐封压力下卡瓦牙齿咬入套管的深度及卡瓦牙齿顶的应力。结果表明,越靠近楔形卡瓦尖端的卡瓦牙齿咬入套管的深度越深;随着轴向压力的增加,同一卡瓦牙齿咬入深度线性增加。一般来说,卡瓦牙咬入套管的深度不超过1mm。卡瓦接触套管后,在卡瓦牙齿尖处有较严重的应力集中现象。各个卡瓦牙的受力并不均匀,随着离坐封锥体距离的增加,各卡瓦牙齿的工作应力非线性递减。

针对消防栓阀杆在高水压工作环境下变形大、强度不足、应力分布集中等问题,提出一种高压消防栓的阀杆改进结构。建立消防栓阀杆改进结构的三维实体模型,运用ANSYS对阀杆进行静态强度特征分析,同时对消防水进入及流出消防栓的过程进行流体动力学(CFD)分析,以验证改进型阀杆的科学性和可靠性;分析了改进型阀杆的应力、变形云图以及阀杆的压力分布图,结果表明改进后阀杆的变形程度及阀杆受到的应力情况与改进前相比均有较明显的改善。