保温球阀工作力学的优化设计的意义

保温球阀保温保压取心工具是一种能获取基本保持或接近地层原始温度和压力状态信息岩心的取心工具，它具有保护井下岩心不受钻井液污染、物性资料真实等优点。
当岩心筒从井底提升到地面时，岩心内储存的流体、气体和轻质组分等物质不会因筒外压力和温度的降低而发生剧烈膨胀和散逸现象，对储层流体饱和度、储层压力、油层相对湿度及油气水分布规律等资料保持完整，能真实地反映井底条件下原始地层的物性状态。因此，保温保压取心技术获取的井下地质数据准确可靠，对常规油气田开发方案的合理制定以及对可燃冰、页岩气和致密气等新能源的开发具有广泛的应用前景。
保温球阀保温保压取心工具的技术关键是在完成钻井取心和割心作业后，如何地密闭所获取的岩心，保持井下原地的压力和温度等地质信息参数。通常采用井下球阀机构密封取心内筒的方式来实现，对于井下地层压力大和温度高的取心井，现场工程实践中出现球阀关闭装置的半滑环轴销剪断及球阀仓破坏等现象，导致球阀在井下工作时关闭不严或者无法关闭，从而严重影响井下保温保压取心工艺的可靠性，降低了保压率、密闭率和取心收获率等技术指标。
在此提出一种井下可转动的保温球阀机构，该机构具有动作灵活可靠，取心成功率高的优点。保温保压取心工具承受的轴向载荷大，井下环境恶劣，特别是其径向尺寸受到空间狭窄的限制，部分零件的机械强度安全系数储备小，局部工作表面出现了严重压溃或过度变形情况。
拟以某gw194－70bym型保温保压取心工具为对象，采用有限元数值分析方法，对现行球阀机构在典型工作状态下的力学行为进行分析计算，找出其应力集中部位和强度薄弱环节。该项研究结果对于指导球阀机构的优化设计及提高其工作安全性具有重要意义。


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