Расчетная работа по подбор пакера. Дано: Hскв = 2803 м. D = 168*8 мм. Д – группа

Расчетная работа по подбор пакера. Дано: Hскв = 2803 м. D = 168*8 мм. Д – группа прочности обсадной колонны, d = 60 мм – диаметр хвостовика, G = 6 Мпа – модуль сдвига резины, ∆P = 26 МПа – перепад давление на пакере, α = 110 - уголь конуса плашки, n = 4 шт. - число плашек по радиусу, rш = 30 мм – внутренний радиус резины, RС = 76 мм – наружный радиус резины после деформации, lПЛ = 150 мм – высота плашек, LПЛ = 30 мм – длина хорды плашки, fпл = 6 мм - стрела дуги поверхности плашки. Рисунок 1- Схема к расчету пакера.

Определим наименьшую величину осевой силы Q действующей на пакер, обеспечивающей герметичной разобщение стволов скважины от перепада давления, по формуле:
Q>0.111*∆P*F+G*F*Rc 2-rш2- RП 2-rш23Rc 2-rш22* RП 2-rш22=
Q>0.111*6*106*15.31*10-3+6*106*15.31*10-3*[762-3023- 67.252-3023]762-3022* 67.252-3022 = 10196 Н = 10.196 кН
где F = π*(RC2- rш2) = 3.14*(762 - 302) = 15310.64 мм2 = 15.31*10-3 м2 - площадь поперечного сечения уплотнительного элемента в деформированном состоянии.
Rп = Rс/kОП = 76/1.13 = 67.25 мм - наружный радиус резины до деформации,
Нагрузка на пакер при подвеске оборудования массой М секции колонны НКТ составляет (из 1-о1 задачи):
Q = g*L1* q1+M*g = 157 кН
Определим наибольшую высоту уплотнительного элемента пакера по формуле:
hmax = RП2-rш2*RС30.45*f*RC2-rш2*(3*RC2+2*Rс*rш-rш2)
hmax = 0.067252-0.032*0.07630.45*0.2*0.0762-0.032*(3*0.0762+2*0.076*0.03 -0.032) = 0.172 м
где f = 0.2 – коэффициент трения

.
Определим оптимальную длину хода штока пакера по формуле :
S = h*kОП2-1*RП2(kОП2*RП2- rш2) = 0.154*1.132-1*0.0762(1.132*0.0762- 0.032) = 0.038 м
где h = 0.9*hmax = 0.9* 0.172= 0.154 м – высота свободного, не нагруженного уплотняющего элемента).
Определим предельную осевую нагрузку на плашечный захват пакера, при котором не происходит разрушения обсадной колонны по формуле:
Qпред ≤ σт*n*tgα*D2-Dвн2*lпл*(Lпл2+163*fпл2)0.5D2+Dвн2 = 379*106*4*tg11*0.1682-0.1522*0.15*(0.032+163*0.0062)0.50.1682+0.1522 = 145703 Н = 145.7 кН
где Dвн = 168 - 2*8 = 152 мм = 0.152 м – внутренний диаметр обсадной колонны.
Сравним действующую осевую нагрузку на пакер Q с предельно допустимой Qпред. Так как Q ≈ 157 кН >Qпред = 145.7 кН, нет необходимости изменять параметры пакера