О ПРИСПОСАБЛИВАЕМОСТИ СТВОЛА ПАКЕРА ПОД ДЕЙСТВИЕМ ВНУТРЕННЕГО ДАВЛЕНИЯ Асланов Дж.Н.,Гаджиева Л.С.

Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности


Номер: 1-1
Год: 2018
Страницы: 9-12
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

packer, a trunk, plastic deformations, border of fluidity, pressure, пакер, ствол, пластические деформации, предел текучести, давление

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

В статье рассмотрен вопрос приспособляемости ствола пакера под действием внутреннего давления. С этой целью использованы уравнения теории пластичности и условия течения пластических деформаций ствола под внутренним давлением. Определены границы пластических зон в теле ствола под давлением.

Текст научной статьи

Рассмотрим скваженный ствол уплотнитель-пакера как цилиндр с сечением в виде круглого кольца, подверженного внутреннему давлению. Предполагаем, что материал несжимаем и находится в состоянии плоскостной деформации. Предел текучести и модуль упругости материала являются только функциями радиуса цилиндрического ствола[1,2]. В однородном стволе возникновение пластической зоны происходит на внутреннем контуре. В неоднородном стволе пластическая зона может возникнуть в различных точках. в интервале [R1, R2], где Е(r) - модуль упругости, sТ(r) - предел текучести, R1 и R2 - внутренний и внешний радиусы ствола. Нагрузка Р1, при которой впервые возникают пластические деформации на внутренней границе ствола, и Р2, при которой весь ствол становится пластической, определяются выражениями: (1) (2) Рассмотрим теперь поведение ствола, который подвергается повторяющемуся внутреннему давлению Р. Повторные воздействия приводят к возникновению в стволе остаточных напряжений, которые существенно влияют на поведение ствола при последующем нагружении. Если желательно избежать каких-либо пластических деформаций, то внутреннее давление должно быть меньше Р1. Однако, однократно стеснённая пластическая деформация, или даже повторные, следующие друг за другом стеснённые пластические деформации, не ведут к разрушению. С другой стороны, достаточно большое число следующих друг за другом стеснённых пластических деформаций обязательно приводит к разрушению[2, 3]. Таким образом, в случае повторяющихся нагрузок ствола, следует опасаться двух видов разрушений. Во-первых, разрушение от многократно повторяющегося приложения давления Р, приводящего к неограниченному пластическому течению, и во-вторых, разрушение вследствие образования цилиндрической пластической деформации. Следовательно, приспособляю-щая нагрузка будет (3) или Рs < P2 P2 < 2P1 (4) Рs < 2P1 2P1 < P2 (5) Из условия Р2 = 2Р1 получим (6) На основе формул (1) и (2) имеем (7) Когда упругая и пластическая неоднородности друг с другом сопряжены, т. е. , то условие (7) принимает вид (8) Рассмотрим упруго-однородные, но пластически неоднородные стволы. Тогда формулы (1) и (2) примут вид: (9) (10) Условие равенства Р2 = 2Р1 применяем соотношению (11) Отсюда после преобразований получим: (12) где a - линейное расширение материала. В частности, если , то из (11) получим Учитывая, что a является малым параметром, функцию разложим в ряд, взяв из этого разложения первые два члена, на основе (12) будем иметь: Отсюда Условие приспособляемости примет вид: Рs < P2, если (13) Рs < 2P1, если (14) С этой целью, в зависимости от интенсивности напряжений на стыке ствола и эластичного элемента, определим уплотнение и значение граничного давления. Используя известное из теории пластичности уравнение, для интенсивности напряжений можем написать: (15) В начале, оценим интенсивность напряжений для рабочего состояния ствола в эластичной области. Первое положение - εz≠0, σz≠0 (клапан закрыт). В этом положении если самое большое значение радиального и тангенциального напряжений будет r=rd , то (16) После проведения преобразований можем написать: (17) Если r=rd, то интенсивность напряжений на внутренней поверхности ствола: (18) Если r = rx, то (19) Выводы Таким образом, полученные уравнения (18) и (19) дают возможность судить о посадке пакера и последующем периоде в эластичной и пластичной зонах. Так как полученные выражения определяют эластичные и пластичные зоны в области соприкосновения ствола и эластического элемента пакера, то можно судить о нарушении герметичности в области соприкосновения.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.