Исследование напряжённо-деформированного состояния резиновых уплотнений пакеров для испытания устьевого и противовыбросового оборудования

Abstract

Рассматривается напряжённо-деформированное состояние резинового уплотнения пакера манжетного типа. Такие пакеры относятся к самоуплотнительным, используются для проверки герметизационной способности нефтяных и газовых скважин и срабатывают под действием давления в скважине. Для решения задачи в программном комплексе «МІРЕЛА+» используется пространственно-временной конечный элемент. В результате численного расчёта были получены распределения величин перемещений, деформаций и напряжений резинового элемента с учётом вязкоупругого деформирования. Получена величина осадки манжеты в зависимости от нагрузки с учётом реологических характеристик материала.

Розглядаються напружено-деформований стан гумового ущільнення пакера манжетного типу. Такі пакери належать до самоущільнювальних, використовуються для перевірки герметизаційної здатності нафтових і газових свердловин і спрацьовують під дією тиску в свердловині. Для вирішення задачі в програмному комплексі «МІРЕЛА+» використовуються просторово-часовий кінцевий елемент. В результаті чисельного розрахунку були отримані розподіли величин переміщень, деформацій і напружень гумового елементу з урахуванням в’язкопружного деформування. Отримана величина осадки манжети залежно від навантаження з урахуванням реологічних характеристик матеріалу.

The article considers a stress-strain state of the rubber seal in the collar-type packer. These packers are self-sealing and are used to check pressurization ability of oil and gas wells, and they are actuated by the pressure in the well. To solve the problem, a space-time finite element is used in the software package “MІRELA+”. As a result of the numerical calculation, values of displacement, strain and stress distributions in the rubber element were obtained with taking into account viscous-elastic deformation. Value of the collar sediment was calculated depending on the load and with taking into account rheological properties of the material.