Рассчитать: а) минимальную осевую силу, необходимую для установки пакера; б) геометрические характеристики пакера; в) максимальную силу

Рассчитать: а) минимальную осевую силу, необходимую для установки пакера; б) геометрические характеристики пакера; в) максимальную силу установки пакера; Необходимые исходные данные смотри в таблице 3. Таблица 3 параметр 2 Типоразмер обсадной колонны 146х9 Группа прочности обсадной колонны К Наружный диаметр корпуса пакера, мм 73 Перепад давления на пакере, МПа 25 Угол конуса плашки, градусов 10 Число плашек 4 Высота плашек, мм 160 Длина ходы плашки, мм 30 Рисунок 2- расчетная схема к задаче 3

Определение наименьшей величины осевой силы Q, действующей на пакер, обеспечивающей герметичное разобщение ствола скважины по вертикали проводится по формуле:
(3.1)
где - перепад давления, воспринимаемый пакером, Па; - площадь поперечного сечения уплотнительного элемента в деформированном состоянии, м2; G- модуль сдвига резины, Па (для всех вариантов 10 МПа); - радиус резины после деформации, м; - наружный радиус резины до деформации, =1.13 для обсадных колонн 146, 168 мм, =1.07-1.09 для обсадных колонн 178 и 299 мм; внутренний радиус уплотнительного элемента, м (совпадает с радиусом корпуса пакера).
F = πR2 – πr2 = 3,14*(0,048 2 – 0,02 2) = 0.00597 м2
0.111*25*106 *0.00597+10*106*0.00597*(0,0842-0.07323-0,0692-0.07323 ) 0,0842-0.07322*0,0692-0.07322
33093772 Па
Определение наибольшей высоты уплотнительного элемента пакера, м:
(3.2)
hmax = 0,0842-0.0732*0,0862 0.45*0.6*0,0842-0.0732*(3*0.0862+2*0.086*0.073-0.0.0732) = 0.62 м
где - коэффициент трения резины о сталь, принимаем равным 0.6.
Определение оптимальной длины хода штока пакера:
(3.3)
S =0.9*0.62*0.0842*1.132-11.132*0.0842-0.0732 = 0.0296
Определение предельной осевой нагрузки на плашечный захват пакера, при котором не происходит разрушения обсадной колонны:
(3.4)
где - предел текучести материала обсадной трубы, Па; - внешний диаметр обсадной колонны, м; - внутренний диаметр обсадной колонны, м; - угол конуса плашки; - количество плашек; - осевая длина плашки, м; длина хорды плашки в диаметральном сечении, м; стрела профиля плашки, м.
2*25*106*4*tg10*0.03*0.1262-4*0.0732*0.032+163*0.620.1482-0.1262
13304