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

1、石油和天然氣是現(xiàn)代社會的最主要能源，是通過油井開采出來的。然而在長時間的開采過程中，由于地質(zhì)、工程和人為因素的影響，油井套管會出現(xiàn)不同程度的裂縫、孔洞等破損。如果這些故障不能及時處理，不僅影響石油和天然氣的開采，造成資源浪費；還將影響到油田的最終采收率，降低油田開發(fā)經(jīng)濟(jì)效率。
　　 國際上利用套管補(bǔ)貼的修井技術(shù)是一個比較活躍的領(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套管自動封堵裝置總體方案是在總結(jié)研究國內(nèi)外封堵技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過分析、對比、優(yōu)化、汲取眾家所長而設(shè)計研發(fā)的新型裝置。
　　 本文綜述了國內(nèi)外套管補(bǔ)貼的研究概況，在研究和評價套管補(bǔ)貼的基礎(chǔ)上，詳述了從設(shè)計方案的提出、補(bǔ)貼管材料的選擇、所需要補(bǔ)貼力的計算、零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，優(yōu)化分析、強(qiáng)度校核和驗證等一系列過

3、程。并運用Pro/E軟件對此裝置的密封部件進(jìn)行3D建模、裝配、運動干涉，生成了爆炸圖。結(jié)合有限元軟件ANSYS的動力學(xué)模塊對中心拉桿進(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態(tài)補(bǔ)貼過程，給出了應(yīng)力分析和應(yīng)變分析。通過理論計算、計算機(jī)輔助分析以及樣機(jī)試驗等方法的綜合應(yīng)用，保證了設(shè)計的合理性、高效性、實用性及可靠性。
　　 高效氣動套管自動補(bǔ)貼裝置無需提供地面動力，具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好、操作方便、封堵精度高、密