岩石,水泥环,套管互作用的粘弹塑性有限元力学模型

本文首次建立了套管变形的粘弹塑性有限元力学模型。通过理论和实践证明，力学模型Ⅲ是准确而可靠的。此力学模型可研究套管外壁受均匀或非均匀载荷作用下，其弹塑性变形过程，是一种研究套管形的新方法。该模型在华北油田应用，我们仿真摸拟出了套管罱的外载荷大小分布，为寻求套管周围的地就力大小及抵抗套管变形的方案提供了重要的参考数据。     

出砂套管受力有限元分析

油气井开采过程中,生产层段由于出砂将在套管外部附近形成空洞,破坏了套管的受力环境,套管外部失去支撑。由于上覆地层压力的作用,使套管在轴向压力作用下产生屈曲变形。本文用弹塑性有限元法建立了出砂段套管屈曲变形的有限元力学模型。根据此模型,分析了某出砂引起套损后,套管的形态;特定上覆层载荷下,发生屈曲的自由套管段长度。这些结果为预防套管损坏和屈曲变形提供了依据。     

复杂截面导轨变形的计算机辅助分析

用有限元方法分析复杂截面导轨在均布载荷作用(当承载货物时)下的变形情况．用米赛斯准则为判据，以有限元分析软件ANSYS为工具，给出了导轨在均布载荷作用下，其应力、应变及变形的情况提出了一种分析导轨受力变形的有效方法．确定出了权限载荷Fmax，并应用试验结果对计算结果进行了验证。     

变温情况下地下储气井工况分析与研究

运用有限元软件模拟分析了井筒内压达到预期的25MPa,温度从28℃升高到50℃的极限状态时,套管和下封头等应力的变化情况.结合储气井现场现象建立了井筒工况模型,采用平面四节点等参元划分网格,使实际三维井筒模型简化为平面应变问题加以处理.详细分析温度变化对套管、套管与接箍以及套管与下封头的应力变化.经过计算分析,温度升高使得套管与下封头在充气、储气以及放气过程中的应力增加但处于弹性变化范围内,不过套管在这种长期交变载荷的作用下,可能会产生疲劳破坏.     

复杂载荷作用下的三维编织复合材料力学性能分析

基于螺旋型单胞几何模型和多相有限元理论,建立了三维四向编织复合材料在复杂载荷作用下的力学性能分析模型。通过对代表体积单胞施加不同的复杂载荷比,数值预报了三维四向编织复合材料在双向拉伸和拉剪载荷作用下的破坏点,得到了材料的破坏包络线。结果表明,编织角对三维四向编织复合材料在复杂载荷作用下的破坏影响较大,编织角比较小时,应重视复杂载荷之比对材料破坏的不利影响。此方法为三维编织复合材料在复杂载荷作用下的力学性能分析提供了有效方法。     

基于ANSYS的埋地套管力学分析

运用ANSYS软件,建立了埋地套管的三维有限元模型。通过室内实验,分析了埋地套管管中心应力与地面施加载荷之间的关系,以及不同载荷下套管长度方向上的应力分布规律,并与有限元模拟结果进行对比,验证了模型的可靠性。最后结合油田几种套管案例建立了三维有限元模型,分析了套管达到屈服强度后的地面施加载荷的临界值,研究结果可为管道与套管的安全防护提供一定的参考。     

水平井弯曲井段套管径向变形计算

采用有限元三维管网单元和三维板壳单元分析方法，建立了水平井弯曲井段套管柱径向变形问题的求解分析模型，模型考虑了轴向载荷对套管径向变形的影响，为水平井弯曲井段套管柱设计提供了新的理论依据。论文以水平井中弯曲井段常用的２４４．４７ｍｍ套管为计算实例，对套管柱在水平井弯曲井段中可能存在的三种工况：套管上未装扶正器套管与井壁连续接触、套管上装有扶正器套管有效居中、套管上装有扶正器两扶正器之间套管与井壁有点接触的套管柱径向变形量进行了数值分析。分析计算结果已用于克拉玛依油田具有较高造斜率水平井中２４４．４７ｍｍ的套管柱设计。     

梁单元组合的纵梁箱形框架在轴向冲击下的大变形分析

汽车车架结构可简化为纵梁箱形框架计算模型。将纵梁箱形框架离散为梁单元的组合，讨论在轴向冲击下的变形问题。采用弹塑性变形动力有限元方法对其进行数值计算得到变形与破坏模式，最大冲击载荷，载荷－时间曲线，载荷－变形曲线能量吸收能力。     

梁单元组合的纵梁箱形框架在轴向冲击下的大变形分析

汽车车架结构可简化为纵梁箱形框架计算模型。将纵梁箱形框架离散为梁单元的组合，讨论在轴向冲击下的变形问题。采用弹塑性变形动力有限元方法对其进行数值计算得到变形与破坏模式，最大冲击载荷，载荷－时间曲线，载荷－变形曲线及能量吸收能力     

分布荷载下简支梁大变形的优化算法

目的研究分布荷载作用下的简支梁大变形问题的直接优化算法,求解复杂载荷作用下几何非线性梁的转角与位移.方法以平衡状态下梁未知转角和未知坐标为设计变量,通过含未知坐标的子段内力和变形关系与总体坐标累计计算,建立了确定未知坐标的复杂嵌套式动态目标函数,形成梁大变形量计算的优化问题,并编制计算程序分析典型实例.结果获得了分布载荷作用下的简支梁产生大变形时的各分点转角与位移,通过与Ansys 9.0有限元软件计算结果相对比,表明研究算法的正确性.结论通过分布载荷作用下梁的大变形算法分析,为复杂几何非线性静动态问题求解提供了新方法.     

圆柱齿轮传动的三维接触分析

本文用三维有限元、柔度矩阵及数学规划方法对直齿和斜齿齿轮的齿面接触状况进行了三维分析。分析时计及了轮齿变形，轴和轴承的变形，以及被计算齿轮同一轴上其它同时工作齿轮的影响，通过分析计算获得了载荷在同时啮合各齿对之间的分配，载荷在轮齿接触线上的分布，以及载荷作用下齿轮副的传动误差，为齿轮系统的动、 静强度设计提供了精确而可靠的理论依据。     

深井套管抗挤强度分析及计算

根据弯曲梁理论,建立了套管柱受非均布外挤压力作用的力学模型;并应用解超静定问题的正则方程和力法准则对该力学模型进行求解,得到了在非均布外挤压力作用下套管圆周上的弯矩、剪力、轴力、应力和位移的分布规律。计算表明,在非均布外挤压力作用下,套管抗挤毁强度大大降低。该力学模型不仅可以解释深井套管挤毁机理,而且可以改进深井套管抗挤强度设计。     

套管强度的有限元分析

针对井下套管射孔后，套管强度会下降的问题，利用有限元分析方法，建立井下套管工作状态的虚拟模型，通过对不同射孔密度和射孔方向的套管进行强度分析，得出不同射孔情况下，套管强度会下降的程度，从而得出为保证套管强度而应采用的射孔方案。     

2-D奇异系统的鲁棒稳定性分析

考虑具有结构不确定性的2-D奇异系统Roesser模型(简称2-DSRM)鲁棒稳定性问题，提出了一种新的鲁棒稳定性分析方法，得到了2-D奇异系统在结构摄动下仍保持容许、稳定、无跳跃模的充分条件。     

温度对套管接头螺纹接触压力的影响

在高温高压气井或注蒸汽的热采井中，变温引起的温度应力（即热应力）将对套管接头的接触压力产生一定的影响，高温差引起的套管接头的接触压力分布变得更加不均，当温差达到一定值时，套管接头内的等效应力将接近材料的屈服强度，使螺纹接触处进入塑性变形状态，从而影响了套管接头的密封性。利用弹塑性有限元的方法，建立标准API偏梯形套管接头的有限元模型，分析温度改变对套管接头接触压力的影响，以及套管接头内等效应力的变化情况，提供一种温度对套管接头螺纹接触压力的分析方法，从而为高温井套管接头的安全使用提供一定的参考数据。     

水下井口头系统下放工具关键部件设计与分析

水下井口头系统是深海油气钻采必不可少的设备,常规套管挂和密封总成下放工具不能满足现场需要.建立了套管挂和密封总成下放工具力学模型,采用该模型可以直观地描述下放工具受力情况,根据力学模型和分析结果对下放工具进行结构设计.利用ANSYS有限元分析软件对下放工具套管挂携带单元和驱动单元进行接触分析和强度分析.分析结果显示,套...     

套后成像测井仪在塔里木油田的应用

塔里木油田地质构造复杂,油气埋藏普遍偏深,深井、超深井钻井工艺复杂、套管柱结构多样,如何准确检测套管磨损和评价同井质量,是测井工程的一大难题。为解决这一难题,油田引进了最新一代的套后成像测井仪Isolation Scanner,该仪器通过脉冲回波测量和挠曲波衰减测量,可对套管磨损、套管居中和固井质量情况进行定量评价。本文介绍了该仪器在塔里木油田的应用情况,通过实例分析认为该仪器应用效果良好。     

基于变弹翼方式的非结构动网格建模方法研究

针对变弹翼导弹包含运动边界的复杂非定常流场的求解问题,基于弹簧变形原理,即在网格变形时,网格点与静止边界和运动边界的相对位置关系均保持不变,分别推导了旋转弹翼运动边界上的网格点和受运动边界扰动流场子域上网格点的变形算法,从而发展了一种新的非结构动网格方法,该方法在不降低计算效率的前提下,大大提高了网格的变形能力,并解决了现有研究通常忽略弹翼运动受弹身影响而产生的非刚性变形问题,是基于非结构网格框架下,求解具有复杂运动边界且网格变形较大的非定常流场的一种简单有效的方法。     

含缺陷三维编织复合材料有效性能研究

本文研究了含缺陷情况下的一种三维编织材料的有效力学性能.本文构建了该三维编织复合材料的单胞模型,并采用基于非均匀单元的有限元方法计算了该材料单胞的应力分布.得出了该材料的模量和泊松比等有效力学性能参数,并与用相同方法得出的不含缺陷情况对应的结果进行了比较.研究表明,本文采用的方法对于具有复杂材料分布特征且含有缺陷的三维编织复合材料的力学性能分析非常有效.数值计算结果说明,三维编织材料中的缺陷使得材料整体的力学属性有一定的降低,但是缺陷对各有效力学属性分量的影响程度不同.