膨胀管柱下放受力分析及计算机仿真

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:richard_kai
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一般由连续油管完成对膨胀管的下放过程,由于实际井眼的不规则性,膨胀管在下放过程中受力极为复杂。在深长井眼中,地层对管柱的极大摩擦阻力使得膨胀管柱时常无法按计划下入至预定位置。摩阻载荷的控制已成为了制约膨胀管能下入指定位置的关键因素。  本文采用最小二乘法对井眼数据进行了拟合,用三次样条插值函数对井眼数据进行了插值。对外层膨胀管忽略其与井壁之间的间隙,推出了其在三维井眼中的受力微分方程,并采用差分法进行求解。计算结果表明:在井眼曲率或挠率较大的地方,井壁对管柱的摩擦力较大;井眼曲率越大,采用“刚杆”与“软绳”模型计算出的结果差异越显著;二维模型与三维模型计算结果差别较大,用二维模型或“软绳”模型都难以保证摩阻计算的准确性。对内层连续油管采用建立有限元分析模型,在井眼曲率较小的井段采用空间直梁单元,在曲率较大的地方采用空间曲梁单元,引入间隙单元来模拟油管与井壁之间的接触。计算结果表明:不同的下放深度下,在造斜点,油管均与上井壁接触;油管底端均与下井壁接触;在井眼曲率或挠率较大的地方,油管与井壁有较大的接触力;在管柱刚度较小时,忽略井眼间隙对摩阻计算结果影响不大。  用Visual Basic语言开发了双层管下放受力分析软件,用以对三维井眼中膨胀管下放进行摩阻分析,并动画显示计算结果。
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