设计用于石油和天然气应用提供可靠的密封解决方案

碳氢化合物日益增长的需求正在不断推高石油和天然气生产商定位和产生新的井下储备，这通常涉及激进的井下条件。一种这样的苛刻的条件涉及高压，高温（HPHT），其中环境降低的技术和材料，以利用这些深部储层的可用范围。欧洲杯足球竞彩

HPHT操作被分为三层。第2层通常包括20,000磅的流体压力和温度高达400°F井如图1，和许多无论是当前存在或在北海，墨西哥湾，非洲，东南亚，即将到来的项目中东和中国。今天，石油企业正在集中精力解决这些领域的研发和生产过程中所面临的主要挑战，以及领先的设备制造商和服务公司正在研究计划的技术来应对这些挑战。2020欧洲杯下注官网

图1所示。采用HPHT条件(SPE # 163376)。

高温高压挑战性应用的建筑密封技术

为了确保井下井的稳定和持久，研究和开发新的塑料材料，可以承受苛刻的条件。欧洲杯足球竞彩然而，高温高压技术的测试过程是一项复杂而耗时的任务，可能需要几个月甚至一年以上的时间，尤其是在测试失败的情况下。有一种技术是可用的密封解决方案，在较高的温度和额定压力下，安全装置和阀门的可靠性一直是人们关注的主要问题。在Oil & Gas iQ (HPHT作业的当前趋势和最大挑战)进行的一项调查中，57000名专业成员接受了调查，他们认为密封是最大的技术差距，其次是测试和安全措施。

另外，在上述HPHT条件下，弹性体材料达到其极限，可以吹出或挤出。欧洲杯足球竞彩一种可以替代的弹性体是热塑性的密封解决方案，因为这些具有更高的化学和耐热性，并且还没有快速气体减压的行为。为了应对这些新的行业挑战，并更好地服务客户，圣戈班海豹创建和测试新的热塑性材料配方开展对弹簧加力式密封设计工程级数。

（如在图2中所示A到H）的一些热塑性材料，主要是PTFE材料的制剂意欲作为密封套，已欧洲杯足球竞彩暴露于30000磅的等静压力在482°F（250℃），并在室温30000磅温度。主压力辅助密封组件是密封套，封装耐腐蚀金属弹簧（增能器）。此外，对于大多数地面设备的测试压力常常采用1.5的安全系数为压力测试。2020欧洲杯下注官网这是在30,000磅测试的原因。测试的结果没有显示在材料的拉伸强度，这表明机械特性的进化不能在这样的等级密封的寿命期间预测的任何大的变化。

图2。之前，并于30000磅曝光后热塑性材料的拉伸强度。欧洲杯足球竞彩

由于备用环通常可以防止在较高的压力和温度下密封夹套材料的挤压，因此我们又制定了一项测试方案来评估16种不同等级的备用环材料的性能。欧洲杯足球竞彩这些部件是由不同的配方或与夹套相同的材料制成的，因为它们的主要功能不是密封，而是抑制材料通过挤压间隙的流动。如图3所示的测试方法模拟了各种使用中的挤压条件;系统压力将被测试材料推入挤压间隙。对于每种材料，挤压长度是在暴露于25,000 psi、392°F(200°C) 4小时后确定的。

图3。挤压测试夹具。

参考材料（在图4中示出的材料样品1）显示为0.038英寸最大挤出。出评价15种的其他材料的，13相比于参考欧洲杯足球竞彩材料显示显著较低的挤出。在试验过程中，两个材料样品不合格。在供试材料，材料样品4和7表明挤出欧洲杯足球竞彩的最低速率，因而进行了评价最佳候选后备环材料。

图4。备份高温高压应用的环材料的挤出性能。欧洲杯足球竞彩

开发密封设计和测试验证方法

最有前途的spring-energized密封采用有限元分析(FEA)对设计构型进行评估。这样做是为了防止大规模的实证测试活动。为了实现这一目标，采用了模块化的方法，将聚合物模型和现有的金属弹簧模型(市场上可买到)集成到夹套和支撑环元件中。然而，没有使用商业上可用的聚合物模型，因为它往往不能准确地反映组分的行为，而物理测试。

这就是为什么圣戈班密封公司引入了广泛的研究和开发计划，以开发自己的热力学模型，用于高温高压应用的最佳聚合物候选。该有限元模型对一系列弹簧激励密封设计进行了完全验证，并与物理测试进行了比较。该模型可以在动态和静态条件下进行参数化研究、多种密封夹套材料、多部件设计和弹簧类型的仿真。欧洲杯足球竞彩

FEA模型验证了最有前途的设计，随后在物理试验台上进行了测试，该试验台也是圣戈班密封公司内部开发的。图5展示了专用于阀杆密封测试的工作台，从而在392°F(200°C)测试温度和30,000 psi测试压力下再现上升阀杆和¼转向阀杆运动。由FEA产生的最有前途的设计通常在API 6A PR2协议作为初始筛选后进行测试。还可以使用API 17D测试协议执行其他测试。

除了测试FEA最有前途的设计，参数研究活动也同时引入。该活动的目标是优化和评估密封系统中每个参数的性能效果。重点介绍了硬件参数(硬度和粗糙度)和密封设计参数(带弹簧的夹套)。参数研究的结果允许开发人员提出优化设计，在API 6A PR2协议扩展API 17D协议后进行预验证。该研究还建议开发人员最好的硬件配置。

图5。阀杆抢断用高温高压试验台。

通过多年的研究和开发工作，圣戈班密封件公司现在能够开发和评估多种适合高温高压条件的热塑性材料配方。欧洲杯足球竞彩内部开发的有限元模型能够准确描述这类材料的热力学性能，节省了大量的物理测试时间和成本。欧洲杯足球竞彩然后，通过一个独特的测试平台，客户可以对最有前景的密封系统进行预验证，为油气行业即将到来的高温高压项目提供可靠的密封解决方案，弥补这些具有挑战性的环境所需要的技术差距。

这些信息已经从圣戈班提供的材料中获得、审查和改编。欧洲杯足球竞彩

对于这个源的更多信息，请访问：圣戈班．