多封隔器管柱力学行为分析与安全性评价.pdf

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1、分类号TE931.2学号151020099密级全日制学术型硕士学位论文题目多封隔器管柱力学行为分析与安全性评价作者姓名李浩导师姓名、职称曹银萍副教授学科(专业)名称机械制造及其自动化提交论文日期2018年5月30日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

2、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：____________日期：____________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：____

3、______日期：__________导师签名：__________日期：__________·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）。I中文摘要论文题目：多封隔器管柱力学行为分析与安全性评价专业：机械制造及其自动化硕士生：李浩(签名)导师：曹银萍(签名)摘要井内温度和压力的变化，会使管柱发生轴向变形。对于带有封隔器的管柱而言，当封隔器在井下坐封后，这种轴向变形会转化为管柱上的轴向力，严重时会影响管柱的强度安全性。因此，为了确保井下作业管柱的安全，需要对各个封隔器之间管柱段上

4、的轴向力以及轴向变形进行分析研究。由于封隔器坐封后的管柱是一种超静定结构，用传统公式分段逐段计算管柱上的轴向力与轴向变形不够精确。因此，本文充分考虑封隔器管柱的多次超静定结构，首先运用力法对三封隔器管柱进行了力学分析，推导了温度效应和鼓胀效应下三封隔器之间的两段管柱轴向力及轴向变形计算公式；进一步运用力法对四封隔器管柱进行了力学分析，推导了两种效应下四封隔器之间的三段管柱轴向力及轴向变形计算公式；最后根据三封隔器管柱和四封隔器管柱的分析方法和过程对多封隔器管柱进行了力学分析，建立了多封隔器管柱的

5、轴向力通用计算模型。在本文推导的管柱轴向力和轴向变形计算公式的基础上，分析了传统计算公式与本文计算公式之间的差值，并分别以三、四、五封隔器管柱为例进行了算例分析，计算结果表明：压力对管柱安全的影响大于温度对管柱安全的影响；温度对管柱轴向变形的影响大于压力对管柱轴向变形的影响；两种算法之间的差值与井底温度变化量和井口管柱内压力变化量的大小无关，仅与封隔器管柱段的长度有关，并且管柱的长度越长，两种算法之间的差值越大；某段管柱的长度增加时，仅会对其后管柱的轴向应力差值及轴向变形差值产生影响。综上，本文

6、推导的多封隔器管柱轴向力计算模型将有助于降低多封隔器管柱在井下发生事故的风险，可为封隔器管柱的改进设计以及制造等方面提供指导。关键词：多封隔器管柱超静定结构力法力学分析安全性评价论文类型：基础研究（本文得到国家科技重大专项大型油气田及煤层气开发“库车坳陷深层-超深层天然气田开发示范工程（编号：2016ZX05051-19）”的资助）II英文摘要Subject：MechanicalAnalysisandSafetyEvaluationofMulti-packerStringSpeciality：M

7、echanicalManufacturingandAutomationName：LiHao(signature)Instructor：CaoYinping(signature)ABSTRACTChangesintemperatureandpressureinthewellwillcauseaxialdeformationofthestring.However,forastringwithpackers,thisaxialdeformationwilltranslateintoanaxialfor

8、ceonthestringwhenthepackerissetindownhole,which,inseverecases,willaffectthestrengthandsafetyofthestring.Therefore,itisnecessarytoanalyzeandstudytheaxialforceandtheaxialdeformationonthestringsectionbetweeneachpackerinordertoensurethesafetyofthedownhol