裸眼井中膨胀管外壁胶筒的井眼适应性分析

论文摘要

为了更加合理地对裸眼井膨胀管外壁定型胶筒井眼尺寸进行选择,建立了膨胀管、胶筒、井眼和膨胀锥三维有限元模型并对其膨胀过程进行非线性有限元分析。通过对直径为194 mm的膨胀管在不同井眼下的膨胀过程进行分析后发现:随着井眼直径的减小,胶筒的压缩率、接触压力以及所需膨胀力逐渐增大,井眼直径为218 mm时胶筒前端和末端橡胶体积变化显著,造成该处的密封性能下降。因此,采用的定型胶筒应避免在直径小于218 mm的井眼中使用。在胶筒稳定膨胀阶段,226 mm和230 mm的井眼胶筒所需膨胀力相差不大,波动幅值平稳。同一井眼中,最先膨胀的胶筒压缩率、接触压力及所需膨胀力都高于后膨胀的两个胶筒,但是随井眼直径的增大,三个胶筒的压缩率、接触压力以及所需膨胀力不再受膨胀的先后顺序影响。此外,随着井眼直径的增大,胀后胶筒处的膨胀管残余应力逐渐减小。同时膨胀管内外壁残余应力的波动逐渐减弱,大小趋于相等。可见研究结果为裸眼井中膨胀管外壁胶筒的选型以及膨胀管的井眼适应性提供了理论基础。

论文目录

• 1 橡胶本构模型
• 2 膨胀管材力学性能
• 3 有限元模型建立
• 4 有限元分析
•   4.1 不同井眼直径与胶筒压缩量的关系
•   4.2 不同井眼直径与胶筒接触压力之间的关系
•   4.3 不同井眼直径与胶筒膨胀驱动力之间的关系
•   4.4 不同井眼直径下胀后胶筒处的膨胀管等效残余应力分析
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 童华,王思鸣,梅宗清,李明红,石昌帅

关键词: 膨胀管,胶筒,膨胀力,井眼,适应性

来源: 科学技术与工程 2019年27期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 石油天然气工业

单位: 西南石油大学机电工程学院,中国石油西南管道分公司

基金: 国家自然科学基金(51674214,51604234),四川省青年科研创新项目(2017TD0014),西南石油大学井下工具青年科研创新项目(2018CXTD03)资助

分类号: TE931.2

页码: 155-161

总页数: 7

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