ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ УЩІЛЬНЕННЯ СВЕРДЛОВИННОГО ПАКЕРА ЗА РІЗНИХ ВЕЛИЧИН КОЕФІЦІЄНТІВ ТЕРТЯ МІЖ ЙОГО ЕЛЕМЕНТАМИ
DOI:
https://doi.org/10.31471/1993-9868-2024-1(41)-76-85Ключові слова:
пакер, самоущільнювальна манжета, імітаційне моделювання, переміщення, контактний тиск, еквівалентні напруженняАнотація
Проведено комплексний аналіз чинників, які впливають на міцність і довговічності роботи гумових ущільнювальних манжет свердловинних пакерів. Описано підходи до комплексної оцінки варіантів розрахунку та конструювання ущільнень свердловинних пакерів шляхом використання низки критеріїв. Досліджено напружено-деформованого стану ущільнювальних манжет свердловинних випробувальних пакерів чисельним методом за допомогою спеціального програмного забезпечення. Проведено аналіз попередніх досліджень напружено-деформованого стану ущільнень пакерів. Відображено особливості вибору моделі та опис поведінки матеріалу ущільнення пакера. Побудувано розрахункову схему роботи ущільнення пакера із врахуванням як діючих навантажень та обмежень, так і різних коефіцієнтів тертя між елементами ущільнювальних манжет та обсадною колоною. Описано принцип роботи змодельованого ущільнення пакера. Закцентовано, що герметизуюча здатність ущільнення пакера залежить від величини та розподілу контактного тиску на поверхнях ущільнювальних манжет та обсадною колоною, а також від геометричної форми складових елементів. Принцип роботи ущільнення пакера, величини та розподіл контактного тиску на ущільнювальних манжетах будуть однаковими за умови, якщо коефіцієнт тертя гума-сталь буде наближатись до нуля, що не можливо досягнути за експлуатаційних умов роботи пакера. Тому проведено імітаційні моделювання роботи ущільнення пакера і встановлено величини та розподіл контактних тисків на ущільнювальних манжетах за різних величин коефіцієнтів тертя. Отримано залежності розподілу переміщень, еквівалентних напружень, контактного тиску за різних коефіцієнтів тертя. Особлива увага приділялась максимальній деформації манжет пакера та місцю концентрації еквівалентних напружень.
Посилання
Zhong Z., Li Y., Zhao Y., Ju P. A Method of Evaluating the Effectiveness of a Hydraulic Oscillator in Horizontal Wells. Sound & Vibration. 2023. Vol. ### P. 15–27. DOI: 10.32604/sv.2023.041954.
Wang X., Chen P., Ma T., Liu Y. Modeling and experimental investigations on the drag reduction performance of an axial oscillation tool.Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2017. Vol. 39. P. 118–132. DOI: 10.1016/j.jngse.2017.01.018.
Shi X.-L., Huang W.-J., Gao D.-L. Mechanical behavior of drillstring with drag reduction oscillators and its effects on sliding drilling limits. Petroleum Science. 2021.Vol. 18. Iss. 6. P. 1689–1697. DOI: 10.1016/j.petsci.2021.09.007.
Shi X., Huang W., Gao D., Zhu N. Optimal design of drag reduction oscillators by considering drillstring fatigue and hydraulic loss in sliding drilling. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2022. Vol. 208. Art. ID. 109572. DOI: 10.1016/j.petrol.2021.109572.
Wang X., Yao X., Hu G., Chen P. Drag reduction performance of an axial oscillating tool with different kinds of waveform using a multiscale friction model. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2019.Vol. 177. P. 135–153. DOI: 10.1016/j.petrol.2019.01.103.
Wang X., Ni H., Wang R., Zhang L., Wang P. Drag-Reduction and Resonance Problems of a Jointed Drillstring in the Presence of an Axial Excitation Tool. Journal of Energy Resources Technology. 2019. Vol. 141. Iss. 3. Art. ID 032904. DOI: 10.1115/1.4041155.
Zhang H., Ashok P., van Oort E., Shor R. Investigation of pipe rocking and agitator effectiveness on friction reduction during slide drilling. Journal of Petroleum Science and Engineering. 2021. Vol. 204. Art. ID 108720. DOI: 10.1016/j.petrol.2021.108720.
Jing J., Liu W., Zhou Y. A feasible study for the working mechanism and parameter optimization of the agitator.Advances in Mechanical Engineering. 2019. Vol. 11. Iss. 5.
Art. ID 168781401984699. DOI: 10.1177/1687814019846995.
Modelica Association. Modelica – A Unified Object-Oriented Language for Systems Modeling. Language Specification. Version 3.6. 2023. URL: https://specification.modelica.org/maint/3.6/MLS.pdf. (acc. date :11 March 2024).
Janschek K., Richmond K. Mechatronic systems design. Heidelberg: Springer, 2012. 805 p. ISBN: 978-3-642-17530-5.
Modelica Association. Modelica Tools. URL: https://modelica.org/tools/. (acc. date :03 Jan 2024).
Slabyi O. O., Hrydzhuk Ya. S., Kondur T. I., Mokhnii I. Yu. Imitatsiina model burylnoi kolony z ustanovlenym heneratorom osovykh kolyvan. Rozvidka ta rozrobka naftovykh i hazovykh rodovyshch. 2023. No 3(88). P. 49–60. DOI: 10.31471/1993-9973-2023-3(88)-49-60 [in Ukrainian]
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Нафтогазова енергетика
TЦя робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
.png)
1.png){kind=logo}
