基于CAE的高效氣動(dòng)套管自動(dòng)封堵和修復(fù)裝置關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、石油和天然氣是現(xiàn)代社會(huì)的最主要能源，是通過(guò)油井開(kāi)采出來(lái)的。然而在長(zhǎng)時(shí)間的開(kāi)采過(guò)程中，由于地質(zhì)、工程和人為因素的影響，油井套管會(huì)出現(xiàn)不同程度的裂縫、孔洞等破損。如果這些故障不能及時(shí)處理，不僅影響石油和天然氣的開(kāi)采，造成資源浪費(fèi)；還將影響到油田的最終采收率，降低油田開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)效率。
　　 國(guó)際上利用套管補(bǔ)貼的修井技術(shù)是一個(gè)比較活躍的領(lǐng)域。目前使用的套管修復(fù)工藝很多，如爆炸補(bǔ)貼、波紋管補(bǔ)貼、膨脹管補(bǔ)貼，但在可靠性、選材、操作等方面都存在

2、一定的局限性。而國(guó)外研究比較多的化學(xué)法堵水，因其容易造成地層的污染，對(duì)地層環(huán)境有巨大的破壞作用，不能普遍推廣。本課題研制的高效氣動(dòng)套管自動(dòng)封堵裝置總體方案是在總結(jié)研究國(guó)內(nèi)外封堵技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)分析、對(duì)比、優(yōu)化、汲取眾家所長(zhǎng)而設(shè)計(jì)研發(fā)的新型裝置。
　　 本文綜述了國(guó)內(nèi)外套管補(bǔ)貼的研究概況，在研究和評(píng)價(jià)套管補(bǔ)貼的基礎(chǔ)上，詳述了從設(shè)計(jì)方案的提出、補(bǔ)貼管材料的選擇、所需要補(bǔ)貼力的計(jì)算、零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，優(yōu)化分析、強(qiáng)度校核和驗(yàn)證等一系列過(guò)

3、程。并運(yùn)用Pro/E軟件對(duì)此裝置的密封部件進(jìn)行3D建模、裝配、運(yùn)動(dòng)干涉，生成了爆炸圖。結(jié)合有限元軟件ANSYS的動(dòng)力學(xué)模塊對(duì)中心拉桿進(jìn)行了模態(tài)分析。使用LS-DYNA模塊，模擬了錐套和金屬錨的動(dòng)態(tài)補(bǔ)貼過(guò)程，給出了應(yīng)力分析和應(yīng)變分析。通過(guò)理論計(jì)算、計(jì)算機(jī)輔助分析以及樣機(jī)試驗(yàn)等方法的綜合應(yīng)用，保證了設(shè)計(jì)的合理性、高效性、實(shí)用性及可靠性。
　　 高效氣動(dòng)套管自動(dòng)補(bǔ)貼裝置無(wú)需提供地面動(dòng)力，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性好、操作方便、封堵精度高、密