水力锚结构优化设计及研究

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1、学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：芍卜氢日期：2D件S．砌学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文

2、的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。论文作者签名：寻长交日期：20H．S．矽导师签名：·注：如本论文涉密，请在使用授权的说明中指出(含解密年限等)。中文摘要论文题目：专业：硕士生：指导教师：水力锚结构优化设计及研究机械工程张鑫(签名)闫文辉(签名)摘要油井水力压裂、酸化等施工过程中，水力锚起到锚定管柱的作用，

3、从而提高井下工具及管柱的承载能力。随着水力压裂技术在油井增产中的广泛使用，水力锚的作用越来越突出。因此，本文专门设计了一个新型防砂卡水力锚。针对该新型水力锚，利用力学理论、有限元分析及室内试验方法进行了力学分析，主要包括如下内容：(i)结合现场需要，进行了水力锚结构设计与材料选择、锚体与弹簧及锚爪力学分析，其中锚体采用35CrMo材料，弹簧采用60Si2Mn，压裂工况下该水力锚部件满足强度要求。(2)通过对锚爪与套管间接触压力的有限元分析，得出当套管内径一定时，分别用不同弧面直径的水力锚锚爪与其配合

4、，锚爪对套管的伤害程度不同。当套管内径一定，锚爪弧面直径大于套管内径时，水力锚工作时锚爪弧面外圆与套管接触，水力锚作用区域套管等效应力小，径向变形小，对套管的伤害小。(3)通过延长油矿水力锚使用情况的统计分析，得出经过承受拉力实验和室内实验验证的水力锚性能可靠，使用过程中损坏率低。因此通过以上实验验证得出新型防卡水力锚性能可靠。关键词：水力锚；结构优化；设计；研究论文类型：应用基础IISubject：Hydraulicanchorstructureoptimizationdesignandresea

5、rchABS’I’RACrl’Oilwellfracturing，acidizingconstructionprocess，hydraulicanchortoanchorpipecolurnn，therebyimprovingthedownholetoolandbeatingcapacityofpipestring·Withthehydraulicfracturingtechnologyiswidelyusedinoilwellproduction，playsamoreandmoreimportan

6、thydraulicanchor．Therefore，thispaperdesignedanewsandcontrolcardhydraulicanchor．Thenewhydraulicanchor,mechanicalanalysisiscarriedoutusingthemechanicstheory,finiteelementanalysisandlaboratorytestmethod，thespecificresearchcontentsasfollows：Combinedwiththe

7、practicalneeds，analysesthehydraulicanchorstructuredesignandmaterialselection，andthespringandtheflukeanchorbodymechanics，TheanchorbodyISmadeof35CrMomaterial，springusing60Si2Mn，fracturingundertheconditionofthehydraulicanchorcomponentsmeetthestrengthrequi

8、rements·Throughthefiniteelementcontactpressureontheflukeandtubebetweentheanalysis，obtainedwithcasingdiameterandhydraulicanchorflukearcdiameterisdifferent，differentdegreeofdamageofcasing．WhenthetubediameterislargerindiameterthantheInnerd