組合油封是石油工程中最重要的井下工具之一。為了提高封隔器的性能，組合式由壓制橡膠管和膨脹橡膠管組成。

為了了解組合封橡膠管的密封性能，利用ABAQUS有限元軟件對雙膨脹組合式和脹縮組合式橡膠管的應(yīng)力以及橡膠管與膠管的接觸壓力進(jìn)行了對比分析。分析結(jié)果表明，在15兆帕的坐封壓力下，兩個(gè)膠套都能有效地與膠管接觸，膠套與膠管內(nèi)壁的接觸壓力大于單個(gè)膠套，因此組合能夠真正提高密封和封隔效果。其中，脹壓組合油封壓差最高，比單膨脹高50％。雙膨脹下膠套和膨脹壓制膨脹膠套應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)和加厚，以提高膠套的工作應(yīng)力。組合封是最重要的石油工程井下工具之一，廣泛應(yīng)用于油氣勘探和開發(fā)的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)。它位于油管和膠管或膠管與裸眼井壁之間，用于封隔油管與膠管或膠管與裸眼井壁之間的環(huán)形空間。其中，由橡膠等非金屬材料制成的封元件（ 膠套）是最重要的器件，有依靠軸向壓力壓制封的壓制式膠套和依靠徑向壓力擴(kuò)張封的擴(kuò)張式膠套兩類。隨著石油工程技術(shù)的發(fā)展和作業(yè)壓力的提高，為了提高封隔與密封性能，將壓制式膠套與擴(kuò)張式膠套組合使用，出現(xiàn)了組合式封。必須合理設(shè)計(jì)膠套的結(jié)構(gòu)并在限定的壓力范圍內(nèi)使用，否則易導(dǎo)致膠套損壞和失封事故。由于膠套屬于非線性材料，其理論研究較難，故目前多采用有限元等數(shù)值分析方法對其相關(guān)力學(xué)性能進(jìn)行分析。在 ANSYS 有限元分析軟件中用超彈性本構(gòu)模型對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，確定了能精確描述膠套應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的本構(gòu)模型，得到了軸向接觸壓力分布情況。開發(fā)了壓制式、擴(kuò)張式各部件之間接觸問題的有限元計(jì)算力學(xué)模型，分析了接觸壓力分布的大小。利用有限元軟件分析了膠套工作長度、厚度、肩部形狀和鋼絲簾線排布方式等對擴(kuò)張式膠套受力和變形規(guī)律的影響。以接觸壓力和膠套體積作為優(yōu)化目標(biāo)，采用有限元方法對膠套進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

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