封隔器设计计算

1.4.4 油田用封隔器的通用技术条件 1）名词及术语 （1）封隔件——直接起封隔井内工作管柱与井壁环形空间作用的封隔器部件。 （2）坐封——按给定的方法和载荷，使封隔件始终处于工作状态。 （3）解封——按给定的方法和载荷，解除隔件的工作状态。 （4）稳压——在不补充压力和不改变工作条件的情况下，将已建立起的流体压力，保持在规定的范围内。 （5）坐封载荷——封隔器坐封时，所需的外加载荷。 （6）解封载荷——封隔器解封时，所需的外加载荷。 （7）换向疲劳——封隔器坐封后，改变工作压差方向的次数。 2）封隔器的基本参数 （1）工作压力 工作压力数值应从以下给出的系列中选取。单位/MPa。 压力 0.7 1.0 1.5 2.0 2.5 3.5 5.0 7.0 10.0 （2）工作温度 工作温度数值应从以下给出的系列中选取。单位/℃ 温度 55 70 80 90 120 150 180 300 370 （3）刚体最大外径 刚体最大外径数值优先从以下给出的系列中选取。单位/mm 最大外径 90 95 100 105 115 120 135 140 144 148 152 165 185 （4）刚体内通径 刚体内通径数值优先从以下给出的系列中选取。单位/mm 刚体内通径 38 40 46 50 55 62 76 85 95 100 105 1 强度校核 1.1 内中心管壁厚的校核计算 内中心管材料选用20CrMo 钢，其许用应力为[σ]=600MPa，设计壁厚t＝5mm。如图 1.1 所示，内中心管在力的作用下处于空间应力状态，有： 2222202202222222022022rababPPabPbParababPPabPbPaiiiir 由于此内中心管只受到内压而无外压，这时在上述公式中，令 P0＝0，得到应力计算公式： 112222222222rbabaPrbabaPiir 上式表明，σr 恒为压应力，而 σθ恒为拉应力，沿筒壁厚度，σr 和 σθ的变化情况如图 1.2 所示： 在筒壁的侧面处，r＝a，两者同时达到极值，因为两者同为主应力，故可记为：σθ＝σ1，σr＝σ3。根据最大剪应力理论，塑性条件和强度条件分别为： s31  31 式中σs为材料的屈服极限，以 σr和σθ代替σ3和σ1，并令 r＝a，则化为： siabbP22202  22202abbPi 式中 0iP 是筒壁内侧面处开始出现塑形变形时的内压力。 此内中心管内径 d＝40mm，外径 D＝50mm，Pi＝19MPa，即 a＝20mm，b＝25mm，在中心...