بررسي تحليلي، عددي و تجربي ابزار درون چاهي توپك منبسط شونده

يكي از ابزارهاي مهم در صنعت نفت و گاز، توپك هاي منبسط شونده مي باشند. اين ابزار، استوانه اي الاستومري مي باشد كه توسط كابل هاي فلزي تقويت شده است. پس از راندن ابزار به درون چاه، با پمپاژ سيالي به درون آن، قطر ابزار افزايش مي يابد و اصطلاحا منبسط مي شود. سپس با جداره ي چاه تماس مي يابد و دو سمت خود را آب بندي مي كند و مانع از سر خوردن استوانه مي گردد. در اين تحقيق، بررسي پارامترهاي مهم ابزار از قبيل زاويه ي اوليه تقويت كننده ها، كاهش طول ابزار، تغييرات زاويه ي تقويت كننده ها در اثر انبساط و پديده ي قفل شدگي به كمك روابط هندسي و شبيه سازي عددي در نرم افزار آباكوس صورت مي گيرد. الاستومر با مدل اوگدن مرتبه سوم و كابل هاي تقويت كننده با المان هاي خرپا مدل شده اند. قرارگيري تقويت كننده ها در الاستومر با قيد ميلگرد تقويت كننده انجام گرفته است. درنهايت آزمايش تجربي اين ابزار انجام پذيرفته است كه با روابط و شبيه سازي انطباق مناسبي داشته است. نتايج نشان مي دهند كه در اثر انبساط استوانه تقويت كننده ها بازآرايي مي شوند و زاويه ي آن ها افزايش مي كند. حداكثر زاويه ي تقويت كننده ها مقدار مشخصي است و در صورت رسيدن به آن افزايش قطر و كاهش طول استوانه صورت نمي گيرد و قفل شدگي روي مي دهد.