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分支井套管受力分析及优化设计

汤怀龙  
【摘要】: 固井是油井建井过程中的一个重要环节,而套管设计又是其中的一个关键问题,如何让其满足强度要求而又尽可能的经济,即追求套管尺寸和扶正器布局的最优化是我们最追求的目标。 本文就上述两个问题的最优化设计展开研究,首先建立了套管结构的力学模型,进行套管的受力分析,用了空间有限元法和叠加法(结构应力和外载应力相叠加),对套管进行三维计算,确定结构的内力和变形,对套管—扶正器结构进行整体的叠代计算,解决接触问题;在设计方面,提出了解决套管截面尺寸参数和扶正器布局的混合整数—离散变量优化方法。还开发了相应的结构分析软件和数据前处理界面程序。 以冷平1井为例,进行套管的各种应力计算,并且可以用图片非常直观地反映出来其受力大小、特点和规律等,为工程设计人员和施工人员提供了重要的参考依据。


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