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《大庆石油学院》 2004年
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套损井变形受力及整形工具结构的优化研究

姜道民  
【摘要】:在油田的开发过程中,由于地壳的变化和注水开发等多种因素的影响,油水井套管变形和损坏是油田普遍存在的问题。为了恢复油水井生产,通常采用扩径的修复方法。因此,套损井的修复一直是油田工程技术人员研究的课题,针对油田的实际,为提高套损井的修井质量和缩短修井时间,本文对套损井修复过程中整形工具结构进行了系统深入的研究,其研究成果对认识油水井套管变形和损坏的受力状况和套损井修复整形工具的改进具有一定的指导意义。 本文全面系统的总结了套损井修复的国内外研究现状和发展方向,涉及了弹塑性力学、接触力学和计算力学等多种学科方法,同时与采油工程中的具体套损井修复工艺相结合,针对套损井修复过程整形工具的结构优化,本文详细的分析了套管的受力变形过程和整形过程。运用弹塑性力学和非线性有限元理论,建立了一套分析套管变形受力分析和计算的方法。通过对比,该方法正确可行。通过力学分析,建立了四种套管变形的力学模型和有限元模型,得到了套管的变形与受载的不均匀度有关的结论。当套管周围的压力的不均匀度达到一定值时,套管将产生变形。找到了套管周围压力的变化与其变形的规律。为解释套管大量变形损坏的机理提供了有利的依据,为进一步计算分析套管的整形过程提供了必要的前期准备。根据现场套管冲击整形的实际情况,结合弹塑性力学及接触非线性和有限元理论,运用有限元法进行单元离散,建立了整形器与变形套管的力学模型和有限元接触模型,采用Newton-Raphson方法和载荷增量法计算其变形和整形过程。系统的分析了套管冲击整形的受力和变形,从而优化了整形工具的角度,得出了整形工具的合理锥角在30~40°的最佳的结论,为现场套损井修复和工具的改进提供了理论依据。为进一步改进套损井修复工艺提供了可靠的设计依据。
【学位授予单位】:大庆石油学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TE93

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【引证文献】
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