旋轉(zhuǎn)控制頭密封膠芯應(yīng)力分析與試驗研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)控制頭是安全實施欠平衡鉆井技術(shù)的重要技術(shù)裝備，膠芯是旋轉(zhuǎn)控制頭的重要密封元件，其作用是依靠自身與鉆具之間的過盈密封鉆具與井筒之間的環(huán)空，防止井內(nèi)的帶壓流體泄漏。 用于欠平衡鉆井的膠芯所面對的工況環(huán)境極為苛刻(高低溫、高壓、高含硫石油、含有各類添加劑和鉆屑的鉆井液、有時含有硫化氫、二氧化碳、天然氣等井下伴生氣)，一旦膠芯密封失效，產(chǎn)生泄漏，對現(xiàn)場鉆井施工產(chǎn)生較大影響。 目前，我國旋轉(zhuǎn)控制頭膠芯大部分依賴進口且價格昂貴，

2、雖然也有部分國產(chǎn)膠芯投入使用，但其性能及工作壽命不穩(wěn)定，與進口膠芯存在一定差距。因此，對旋轉(zhuǎn)控制頭密封膠芯接觸應(yīng)力進行有限元分析和試驗研究，進一步分析密封膠芯的密封性能、摩擦特性和失效機理，對提高旋轉(zhuǎn)控制頭國產(chǎn)密封膠芯的綜合性能具有十分重要的意義。 本文采用有限元法、間隙元法等方法研究了橡膠材料變形及膠芯接觸應(yīng)力的關(guān)系，結(jié)合試驗的方法對膠芯與鉆桿之間摩擦力及膠芯變形進行了測試。 以電測的方法測出鉆桿內(nèi)壁各點的周向應(yīng)變并推