特厚壁套管在非均载荷下的抗挤强度分析

通过有限元软件分析了非均载荷下特厚壁套管的壁厚与抗挤强度的关系,给出了两者的量化曲线,同时在考虑套管椭圆度的情况下对非均匀载荷下特厚壁套管的抗挤强度做了分析。特厚壁套管在非均载荷下的抗挤强度明显增强,有较好的发展前景。     

非均匀地应力下套管的抗外挤强度理论解

从非均匀载荷产生的原因出发,结合钻井工程的实际情况,讨论了固井后套管边界的受力情况,并建立了套管在非均匀载荷作用下的力学模型,采用弹性力学逆解法求得了该问题的解析解。在此基础上,根据套管的应力分布规律提出了非均匀外载等效成均匀外载的方法。并结合含磨损、残余应力等缺陷套管在均匀外压下的抗挤强度,提出了套管在非均匀载荷下的抗挤强度计算方法。     

YB地区古近系地层套管变形原因探讨

针对塔里木盆地麦盖提YB地区盐膏层挤毁套管进行原因探讨。使用ANSYS有限元分析非均匀载荷对套管抗挤强度的影响。模拟套管套管变形,计算载荷非均匀度,分析套管变形原因。     

套管磨损及地应力对深井套管柱强度的影响分析

油田开发过程中,采油套管损坏给油田造成了巨大的经济损失。采用弹性力学解析及有限元方法,给出了考虑磨损时套管剩余抗挤强度、抗内压强度,以及非均匀地应力作用下套管外壁等效外挤载荷的计算方法,分析了非均匀地应力作用下不同套管磨损量对套管强度,以及不同地层性质对套管地应力外挤力的影响。研究表明,当磨损度为10%时,套管的剩余抗外挤强度、剩余抗内压强度降低约30%;套管内壁的M ises应力和套管外壁地应力外挤力随地层弹性模量的增大均明显减小,说明地层越硬,套管将偏于安全。     

内壁磨损套管在非均匀地应力作用下的应力强度分析

西南油气田深井内壁磨损套管在地层深部非均匀地应力的作用,受力工况恶化,挤毁风险加大。为了了解地应力非均匀程度、方向及其与磨损位置夹角对套管抗挤强度的影响,本文建立了磨损套管-水泥环-地层系统的有限元力学模型,并进行了算例分析,结果表明:在非均匀载荷作用下,内壁磨损套管受力状况趋于恶化,载荷非均匀性(最大主应力与最小主应力之比)越大,套管的工作应力越高,被挤毁的风险越大;当最大主应力方向与磨损月牙夹角为90°时,磨损引起的套管应力增加和地应力非均匀性导致的应力非均匀分布叠加,套管的受力状态进一步恶化,是最危险的情况。     

API套管抗外挤强度在弯曲井眼中适用情况的ANSYS分析

套管柱在井眼曲率较大的情况下讲产生较大的弯曲应力,弯曲应力在套管外侧产生较大的附加拉应力,API套管抗外挤强度计算没有考虑弯曲的工况,本文利用ANSYS计算出弯曲对套管抗外挤强度的影响,得出API套管抗外挤强度计算的适应情况。对于指导套管在弯曲井眼中的抗外挤强度设计具有重要指导意义。弯曲套管的最大应力随着井眼曲率的增加而增加。弯曲率超过45°/hm时,AP套管抗外挤强度已经不合适用,在井眼曲率较小的情况下,API套管抗外挤强度基本能满足应用需求。     

试论射孔对油气井套管抗挤压强度的影响

由于油田企业绝大多数生产活动在地下进行,因此其管道不可避免地会受到土地带来的不均匀荷载压力而造成射孔现象,最终使得油气井套管技术性能进一步下降。根据长期的研究表明,同种外径的套管,壁厚对抗挤压强度的影响远大于射孔的影响,壁厚越大,强度越大;射孔孔径、孔密对套管抗挤压强度有影响。笔者将从套管抗挤模拟实验入手,对套管抗压强度变化原因进行一定的分析,并提出油田企业在生产活动过程中应注意的举措,以期更好帮助各油田企业进行生产工作。     

套管磨损的平面应力有限元分析

在油田钻井过程中,由于钻杆的偏心,套管内壁会出现磨损。利用有限元分析软件ANSYS建立套管模型,内壁取不同磨损量,并对其内壁施加载荷,计算在不同磨损量下套管的抗内压强度。可以发现,在一定的内压力内,套管的抗内压强度与内壁的磨损量基本成线性关系。文中对套管截面进行了平面应力分析。     

港西油田应用地应力理论开展套管强度设计的研究与应用

目前钻井工程中的套管设计主要参照SY／T5724—2008套管柱结构与强度设计标准,考虑套管的抗拉强度,抗内压强度和抗外挤强度三种条件。但忽略了在下完套管之后的开发过程中,地应力对套管的力学作用。港西油田自2010年起在套管强度设计上考虑了地应力的影响,提高易套损部位的钢级和壁厚,目前在100余口井上进行了应用,已初步见到了较好的效果。     

短玻纤聚丙烯水辅注塑中注水压力控制方式的数值模拟

基于广义非牛顿本构方程,采用有限体积法对不同注水压力控制方式下短玻纤聚丙烯水辅注射成型进行数值模拟。研究表明,注水压力控制方式的改变,会对水辅注塑制件的残余壁厚、偏心率产生一定的影响;使用折线式的控制方式,不同分组之间残余壁厚大小相近,偏心率均较大,同一分组下残余壁厚的变化较小;使用阶跃式的控制方式,不同分组下残余壁厚大小都不相近,且偏心率较小,同一分组下残余壁厚的变化较大。     

磨损对套管抗挤强度影响的有限元分析

通过建立磨损后套管三维模型导入ANSYS有限元软件的方法,分析了不同磨损程度对弯曲套管和直套管抗挤强度的影响。结果表明,随着磨损深度的增加,弯曲套管的剩余抗挤强度逐渐降低,且磨损深度与弯曲套管剩余抗挤强度基本呈线性关系;弯曲也会降低套管的抗挤强度。     

水泥环对磨损套管抗内压强度的影响研究

用弹性有限元方法,建立套管一水泥环的有限元力学模型.对套管--水泥环内壁不同磨损量时的杭内压强度进行了计算,分析了在不同磨损量时,在内压作用下,套管管体达到屈服时,VonMise应力随套管最小壁厚和圆周方向的变化情况,并比较了在相同磨损量下,套管和套管一水泥环之间Von Mise以及抗内压强度之间的大小关系,最后得出了在相同磨损情况下,水泥环对磨损套管抗内压强度的影响效果.     

套管非均匀磨损的平面有限元分析

本文利用有限元法,在ANSYS中建立不同磨损量的套管模型,并对其内壁施加载荷,计算不同磨损量下套管的抗内压强度。之后,与实物的实验结果进行对比。得出在一定范围内,套管的抗内压强度与内壁的磨损量基本成线性关系。套管的实际磨损是非均匀的,为了简化计算,模型中的磨损是均匀的。     

封隔器卡瓦损伤套管数值模拟分析

本文采用有限元分析软件AN SYS研究封隔器座封后卡瓦对套管应力与变形的影响规律。研究认为卡瓦齿面接触处的套管当量应力、径向应力均呈非均匀分布,存在应力集中,套管发生径向变形,导致套管内壁曲率增大。卡瓦不同部位与套管接触点处的接触压力数值呈非均匀性,存在应力集中,导致套管塑性凹坑变形。     

夹套容器封口锥强度计算与分析

封口锥是夹套容器中的重要受压元件,对两种不同型式的夹套结构(第一种为U型夹套,第二种为加强圈把夹套分为上下两部分的夹套)的封口锥应用有限元应力分析法进行应力强度计算,得出以下结论：封口锥所需厚度大于夹套筒体所需厚度,封口锥的壁厚直接按夹套筒体壁厚取是不合理的;加强圈既可以满足把夹套分为上下两部的工艺要求,又可以对内筒体在外压载荷作用下起加强作用,并且可以明显改善封口锥的应力状态。     

基于ANSYS的大容积长管拖车气瓶水压试验残余变形研究

长管拖车是运输天然气、氢气等专用气体的移动式压力容器,因其存储容量大,高效便捷的优点,多年来被广泛投入使用。但因介质多具有易燃易爆,高腐蚀高毒性的特点,按国家安全监管要求需按期进行年检和定检。气瓶水压试验是长管拖车生产和定检中必不可少的一项,是检验气瓶性能直接有效的手段之一,通常采用的是外测法水压试验方式,并以残余变形率作为气瓶强度评价指标。本文基于ANSYS结构有限元模拟分析,得出水压试验过程中气瓶应力及变形分布,基于此进一步探究壁应力、壁厚等关键因素对气瓶残余变形的影响机制,结果表明：水压试验过程中,壁应力未达材料屈服强度并不产生残余变形,制造过程热处理不均匀造成的局部壁厚减薄是产生残余变形的主要影响因素,为实际使用中的气瓶制造生产和安全管理提供参考意义。     

浅谈塔里木盆地X井套管变形成因及认识

塔里木盆地超深井射孔-改造-测试联作管柱易出现被卡现象，针对该现象开展了管柱被卡原因分析。针对位于塔里木盆地的一口典型定向井，基于射孔爆轰影响、固井质量分析和油嘴流量分析，开展了套管变形机理研究。研究得出：射孔爆轰会造成射孔段井筒压力剧烈波动，易导致射孔段以及附近套管强度降低，从而产生变形；固井质量不佳会降低套管的抗内压能力；油嘴超过5 mm,会存在抽汲作用导致套管变形。基于此，提出了选用小炸药量射孔弹、降低孔密、使用小尺寸油嘴、采用壁厚较厚与钢级较高的套管等预防措施，可为射孔测试联作下套管变形安全控制提供一定指导作用，保障管柱安全。     

基于应力-强度干涉模型的氮气管道安全可靠性分析

采用压力管道全面检验与相应评价方法进行安全可靠性分析。首先用超声测厚方法对管道进行检测,得出管道各部位的壁厚,然后用应力-强度干涉模型对含缺陷氮气管道进行可靠性分析,计算不同壁厚的管道在长期服役下的可靠性。结果表明:经过长期运行后,氮气管道的可靠性逐渐降低,尤其在壁厚较薄的部位,较大的体积缺陷易造成应力集中,且结构强度下降,缩短了使用寿命。     

承受热循环载荷容器壁厚的确定

本文通过相同工艺条件下不同的容器壁厚中所产生的径向温差及其应力的计算分析,对承受周期性交变热循环载荷的容器壁厚进行了优化设计。     

潍北油田注水井套管多因素设计分析

腐蚀和泥岩蠕变是套管损坏主要因素。基于腐蚀实验和泥岩蠕变分析对套管进行设计,提出了潍北油田腐蚀严重井口的治理方法;得出均匀腐蚀下和局部点腐蚀下套管设计方法;依据泥岩蠕变产生的非均匀应力及泥岩蠕变后的载荷对套管进行设计并得出注水井合理注水压力,为注水井长寿命低成本生产奠定了基础。