大慶油田研發(fā)全金屬封隔器填補國內(nèi)技術(shù)空白
來源：中國石油網(wǎng) 時間：2023-08-08 10:06
7月31日，由大慶油田采油工程研究院自主研發(fā)的全金屬封隔器，成功通過耐溫200攝氏度、承壓100兆帕、拉壓載荷100噸的整機氣密封評價測試以及300攝氏度、100兆帕金屬密封機構(gòu)核心部件氣密封試驗，填補了國內(nèi)金屬密封封隔器在高溫、高壓和腐蝕環(huán)境下的技術(shù)空白。
隨著油田開發(fā)的不斷推進，高溫、高壓的工況環(huán)境對封隔器的可靠性提出了更高要求。長期以來，傳統(tǒng)的橡膠封隔器膠筒在高溫、高壓環(huán)境下受材料老化等因素制約，可靠性無法滿足深層油氣田生產(chǎn)現(xiàn)場的使用要求，因此，改變思路，研制金屬密封封隔器迫在眉睫。
2021年，采油工程研究院將自主攻關(guān)全金屬封隔器作為重點研究課題，同時列入采油院“三步走”強院建設(shè)發(fā)展戰(zhàn)略，集中精兵強將，全力開展研發(fā)工作。鑒于超高溫、高壓的指標(biāo)本身對密封機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求極高，常規(guī)金屬材料無法兼顧高塑性變形條件下的高壓氣密封性，硫化氫和二氧化碳雙重腐蝕環(huán)境更是對金屬材料的耐腐蝕性提出了極高的要求。同時，工具研制成功后如何開展超高溫、高壓評價也是困擾技術(shù)人員的難題。技術(shù)人員發(fā)揮采油院“三敢三嚴(yán)”精神，經(jīng)過上百次數(shù)值模擬、在線仿真和樣機試驗，突破了全金屬封隔器密封機理分析、材料優(yōu)選、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、試驗評價等諸多難題，開創(chuàng)性研制出了全金屬封隔器。為了更真實地模擬井下環(huán)境，封隔器需要加溫至200攝氏度，同時，技術(shù)人員要在實驗室30攝氏度以上高溫環(huán)境下，24小時不間斷記錄試驗數(shù)據(jù)，密切關(guān)注壓力曲線的細微變化，與工具一同承受高溫“烤驗”。
經(jīng)過兩年科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓リP(guān)試驗，全金屬封隔器按照美國石油協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)要求通過了整機的第三方評價試驗，溫度、壓力和載荷指標(biāo)均實現(xiàn)重大突破，氣密封檢測裝置中更是未檢測到任何氣泡，實現(xiàn)了零泄漏。試驗結(jié)果表明，全金屬封隔器氣密封性能等綜合指標(biāo)滿足API Spec 11D1 4th V0最高等級標(biāo)準(zhǔn)要求，達到了國際先進水平。
下一步，大慶油田將持續(xù)攻關(guān)，全力保證全金屬封隔器性能再上臺階，達到300攝氏度、100兆帕指標(biāo)要求，為深層致密氣、干熱巖以及低熟頁巖油氣井的開發(fā)提供強大的工程利器。（張云普 趙威）
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