实体套管膨胀驱动力仿真研究.pdf

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1、2013拄第42卷石油矿场机械第2期第39页oILFIELDEQUIPMENT2013，42(2)：39～42oo文章编号：100卜3482(2013)02—0039—04实体套管膨胀驱动力仿真研究李涛。，李富平。，张立新，高学仕，韩伟业，陈强。(1．中国石油大学CII：,京)，北京102249；2．中国石油勘探开发研究院采油采气装备研究所，北京100083；3．德州大陆架石油工程技术有限公司，山东德州253005；4．中国石油大学(华东)机电工程学院，山东青岛266580)摘要：为了研究材料性能参数与套管膨胀驱动力的关系，采用有限

2、元分析软件ANSYS的非线性分析模块，建立实体套管模型。在不同屈服强度、抗拉强度和延伸率下对套管膨胀过程进行仿真，分析材料性能参数对套管膨胀驱动力的影响。根据拟合曲线得出套管膨胀驱动力计算公式。为实体膨胀套管的试验和工程应用提供参考。关键词：套管；膨胀；ANSYS；非线性；驱动力中图分类号：TE931．201文献标识码：ASimulativeStudyofDrivingForceforSolidExpandableTubularLITao，LIFu—ping。，ZHANGLi—xin。，GAOXue—si，HANWei—ye。，CH

3、ENQiang(1．ChinaUniversityofPetroleum(Beijing)，Beijing102249，China；2．RIPED，Beijing100083，China；3．DezhouShelfoilPetroleumEngineeringCompany，Dezhou253005，China；4．CollegeofMechanicalandElectronicEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，Qingdao266580，China)Abstract：TheANASYSn

4、on-linearsoftwarewasadoptedtostudytherelationbetweenthemateri—alpropertiesandthedrivingforceforthesolidexpandabletubular，thesimulativeanalysismodelforthecasingwasestablished．Themodelcouldbeusedtocalculatetheeffectofdifferentfactorsincludingtensilestrength，yieldingstren

5、gthandelongationrateofthetubularonthedrivingforce，theformulaforcalculatingthedrivingforcewasobtainedwhichcouldbereferredtointheexperimentandengineeringapplicationinfuture．Keywords：casing；expansion；ANSYS；non—linear；drivingforce实体膨胀套管技术是一种新型的钻完井技术，了研究，分析了膨胀锥锥度对驱动力的影响，套管采

6、用机械力或液压力来驱动膨胀锥，使实体套管膨螺纹连接在膨胀以后的强度变化Ⅲ以及套管膨胀后胀到预期井径。这项技术在钻井、完井、采油以及修的抗外挤强度等。但是，在对套管材料性能参数井作业等方面都取得了非常广泛的应用。实体膨胀对膨胀驱动力的影响这一方面还没有见相关报道。套管的研制可以降低开发成本，提高采油效率，是石本文通过对不同材料性能参数的膨胀套管的膨胀油套管发展的主流趋势，是21世纪石油钻采行业的过程进行仿真分析，研究材料性能参数与膨胀驱核心技术之一_1。目前，国内外专家学者已对套管的膨胀技术做动力之间的关系，为工程试验和现场应用提供理

7、收稿日期：2012—08—23基金项目：中国石油天然气勘探开发公司项目“膨胀管补贴技术”(1OlO0030kt13)作者简介：李涛(1979一)，男，山东桓台人，博士研究生，2006年毕业于中国石油大学(北京)机械电子工程专业，主要从事石油装备研究，E-mail：li-t@petrochina．corn．cn。石油矿场机械2O13年2月论基础。套管是接触面，选用C()N1、A17l单元。材料的非线性通过设置材料的性质来实现，设置BIS()双线1套管膨胀原理性等向强化曲线，如图2。在对实体套管进行膨胀作业时，先把需要膨胀250的套管下

8、放到预定位置，膨胀锥在机械力或液压力225200的作用～F自上而下，或者自下而上运动。套管在膨I75胀锥的作用下发生塑性变形．径向尺寸增大，以此来三150125达到增大井径或套管补贴修复的目的。如图1。100755025膨0胀0．40