非常规超深井智能投堵工具关键技术研发

需求的背景和应用场景

随着我国非常规超深油气资源勘探开发的不断深入，高效、安全地开采这些资源成为行业发展的关键。在超深井作业环境中，高端封隔器作为核心装备，其性能直接关系到开采效率和作业安全。然而，当前市场上能够满足高温、高压、高含硫等极端环境要求的高端封隔器仍被BakerHughes等欧美企业所垄断，这对我国能源安全和油气资源开发构成了严重威胁。特别是在面对复杂地质条件和恶劣井况时，国产封隔器在材料性能、密封效果及使用寿命等方面存在明显短板，亟需通过技术创新突破这一瓶颈。因此，本技术需求旨在针对非常规超深井作业环境，研发智能投堵工具的关键技术，特别是卡瓦与弹性密封件材料的创新，以提升我国高端封隔器的自主研发能力和市场竞争力。

要解决的关键技术问题

1. 卡瓦材料的研发：开发具有高硬度、低塑性的卡瓦材料，以解决传统材料在长期锚定套管内壁时因嵌入深度过大导致的套管表面划损问题，以及载荷应力不均造成的齿牙屈服变形，从而确保封隔器长期稳定的密封效果。
2. 弹性密封件材料的创新：针对井下高温、高压及高含硫等苛刻环境，研发新型弹性密封元件材料，解决橡胶在高温下加速老化失效，以及在酸性气氛中易受腐蚀老化、产生撕裂等失效行为的问题，提升密封件的耐用性和可靠性。
3. 数值模型的构建：构建多物理场下封隔器服役行为的数值模型，通过模拟分析不同井况下封隔器的受力状态、密封性能及材料老化过程，为新型卡瓦和密封件材料的设计提供理论支撑，同时实现新型设计的快速评价，缩短产品研发周期。

效果要求

1. 技术创新与突破：通过研发个性化新型高强硬低塑性卡瓦材料与密封件材料，打破国外技术垄断，实现我国在高端封隔器领域的自主可控。
2. 提升产品性能：新研发的卡瓦和密封件材料应能显著提高封隔器的密封效果和使用寿命，降低故障率和维护成本，提升油气开采效率和作业安全性。
3. 增强市场竞争力：通过技术创新和产品升级，增强我国高端封隔器在国际市场上的竞争力，拓展市场份额，为我国能源安全和油气资源开发提供有力支撑。同时，数值模型的构建将加快产品迭代速度，提升研发效率，降低研发成本，形成持续的技术创新优势。