毕业设计开题报告
题目：《防中途坐封封隔器》
所在院系：机械工程学院石油机械
班级：机械0703 姓名：刘世裕
指导老师：徐爱荣
日期： 2011年3月15日
开题报告
一、选题的目的意义（理论、现实）和国内外研究概况
（一）目的意义：在疏松砂岩油藏的防砂施工中使用的悬挂丢手工具性能的优劣是防砂能否一次成功的关键。
常规的封隔器防中途坐封能力不强，当悬挂较长防沙管或在大斜度井中下井过程中，管柱受力复杂，封隔器极易中途坐封而降低一次施工成功率，大大增加了作业费用。
另外，常规封隔器不具备后处理安全装置，在进行打捞作业时，若悬挂的管柱被砂埋，使得封隔器极易被拔断，打捞难度大大增加。
针对这些问题，在本次毕业设计中，进行了防中途坐封安全处理封隔器设计。
（二）国内外研究概况：封隔器是井下管柱的核心组成部分，在采油工艺中起着极重要的作用。
从早期的“种子袋”封隔器问世以来，封隔器的发展经历了一百多年的历史，其种类繁多。
最早出现的封隔器不带有锚定机构，它的结构简单，用途单一，承压能力低，随着石油工业的发展，人们发现，它远不能满足生产的需要，这样就出现了带有锚定的封隔器。
封隔器大致经历了由无锚定到单向锚定和双向锚定的发展过程。
一般来讲，无锚定封隔器双向承压能力都比较低，单向锚定封隔器只有较高的单向承压能力，而双向锚定封隔器则具有了较高的双向承压能力。
随着石油工业的发展，封隔器也不断发展，种类也越来越多，其类型有：支撑式、卡瓦式、皮碗式、水力扩张式、水力自封式、水力密封式、水力压缩式等。
在当前各大油田中，大多使用的封隔器为以上几种形式，但是还不能解决问题。
随着油、气井增多和复杂程度，封隔器的要求也要提高，例如，中原井下研究所研制成功开窗侧钻导斜封隔器，主要解决油田老区块具有开发价值的加深井，变形和事故井恢复生产的难题，它比打新井投资少，周期短，是油田原油上产的重要措施之一。
以前，套管开窗打水泥塞，座斜向器，开窗至少需要下三趟钻，施工周期长，侧钻成本高。
开窗侧钻导斜封隔器开窗侧钻中，只需一趟就可将封隔器、斜向器和开窗钻头送入设计深度，实现坐封，定向，开窗一次成功。
与以前相比，施工周期至少缩短3-5天，减少了施工成本和注灰造成的环境污染等；稠油井的开采难度，就要用注蒸汽来解决，这些需要考虑到温度、压力、腐蚀等多种条件；在1994年，美国初步研制出2 1/8in高效可锚定单级膨胀式封隔器，在比较恶劣的工况下，具有较高的工艺操作可靠性和耐压、耐温以及抗腐蚀性能。
热补偿扩张式封隔器工艺技术是针对注水井增注和测试而研制的，该封隔器是在小直径井的措施处理管柱和测试管柱与较大套管之间形成密封。
该封隔器
释放后，就把相关的区域隔离，这样就可注入可以增加注入量的液体，注入足够量的液体可使扩张式封隔器附近的区域温度降低，降低了膨胀压力，从而使封隔器密封。
二、本设计的理论依据、设计内容和设计原则、步骤及进度安排
（一）理论依据：画法几何与机械制图、机械原理、机械设计、工程材料及成型技术、材料力学、计算机辅助设计与制造、石油钻井设备、石油采油设备、石油机械新进展、机械故障分析、流体力学及液压传动、几何量公差与检测等。
（二）设计内容：针对目前油田使用封隔器的诸多问题，设计一种新型防中途坐封安全处理封隔器。
（三）设计原则：
1）改进封隔器的结构，提高封隔器安全可靠性及技术性能；
2）在不影响技术性能的前提下，尽量简化结构，降低成本；
3）综合考虑封隔器的整体结构来设计承压平衡、坐封平衡和下锥体脱卡问题。
另外，在封隔器设计时还应注意：（1）锚定方式选择（2）坐封后的承压平衡（3）解封方式选择（4）双锥体结构锚定机构的下锥体脱卡（5）缩紧机构的设计与选择。
（四）步骤及进度安排：
2011年3月15日拟定提纲并完成开题报告
2011年4月10日资料收集齐
2011年5月10日完成初稿
2011年5月25日完成论文修改
2011年5月30日定稿
三、本设计的重点、难点，预期结果和成果形式
（一）重点、难点：防中途坐封装置的设计，包括：防中途坐封束爪、活塞、剪钉、衬管、中心管、上锥体、卡瓦筒、卡瓦、弹簧、下锥体和调节螺帽。
（二）预期结果：解决常规封隔器作业时存在的中途坐封、丢手失败、承受双向压力能力差等导致一次成功率低的问题。
（三）成果形式：装配图一张（A0）、零件图两张（A0）、设计说明书一份。
四、主要参考文献
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2 王黎阳．金属封隔器的研究．新疆石油科技，2004，14（2）：45～47
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4 刘汝福，韩进，汪韶明等．封隔器高温性能试验系统研制．石油矿场机械，2004，33(6)：111～113
5 张晶，赵启成，王振清等。
卡瓦封隔器工作过程的电测分析．大庆石油学院学报，2005，29(4)：89～91
6 李化甫，叶鹏，谭英杰等．封隔器圆度、同轴度检测装置．油气田地面工程，2006，25(8)：74
7 王守芳，刘猛，周普清等．上提加压式封隔器坐封高度的确定．油气井测试，2002，11(4)：40～43
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10 杨秀娟，闫相祯，贾善坡等．封隔器胶筒大变形的粘-滑摩擦接触分析．机械强度，2006，28(2)：229～234
11 王迪，何世平，张熹等．封隔器卡瓦接触应力研究．实验力学，2006，2l(3)：35l～356
12 伍开松，谢斌，杨新克等．封隔器卡瓦的三维接触有限元分析．石油矿场机械，2005，34(6)：47～49
13 曹来庆，刘华，郝建荥等．封隔器失效原因．油气田地面工程，2003，22(7)：81
学生签名：年月日指导教师意见（对本课题的深度、广度及工作量等的意见）
指导教师签名：年月日开题指导小组意见
评阅人签名：年月日。