課程設(shè)計(jì)--彎曲段套管抗擠強(qiáng)度有限元分析

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì)</p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　課程 計(jì)算力學(xué)課程設(shè)計(jì)</p><p>　　題目 彎曲段套管抗擠強(qiáng)度有限元分析<

2、/p><p>　　專業(yè) 工程力學(xué) 姓名 學(xué)號(hào) </p><p><b>　　主要內(nèi)容：</b></p><p>　　石油工業(yè)中，API（美國(guó)石油學(xué)會(huì)）套管強(qiáng)度計(jì)算公式是沒有考慮任何缺陷的套管強(qiáng)度計(jì)算公式，井下套管的使用都是通過API套管強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的。但是在實(shí)際使用的套管都存在一定的缺陷，如出廠的不圓度、

3、壁厚不均度等，使用過程中套管內(nèi)壁被鉆桿接頭磨損和套管在彎曲段時(shí)的彎曲。這些因素或多或少地影響著套管抗擠強(qiáng)度，當(dāng)套管抗擠強(qiáng)度降低到一定程度時(shí)就會(huì)造成套管損壞，影響油氣資源開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。研究和分析彎曲段套管的抗擠強(qiáng)度就可以知道套管曲率對(duì)套管抗擠強(qiáng)度的影響關(guān)系，就可以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)套管的設(shè)計(jì)和選材。</p><p>　　套管鋼級(jí)為N80，屈服強(qiáng)度551.6MPa，泊松比0.3，彈性模量206GPa，外徑177.8mm，壁厚

4、13.72mm。套管曲率取2°/100m、4°/100m、6°/100m、8°/100m、10°/100m，分析計(jì)算各種曲率條件下的套管抗擠強(qiáng)度。</p><p><b>　　基本要求：</b></p><p>　　在課程設(shè)計(jì)期間，鞏固有限元理論知識(shí)，掌握邊界處理方法，能夠應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS求解工程中的實(shí)際問

5、題，了解力學(xué)分析軟件的前后處理，掌握有限元分析流程。</p><p>　　在3周時(shí)間內(nèi)，應(yīng)用ANSYS軟件完成課題題目的有限元分析與計(jì)算，提交所設(shè)計(jì)題目的有限元模型、結(jié)果和命令流文件，提交5000字左右論文1份（附錄為分析過程命令流）。</p><p><b>　　主要參考資料：</b></p><p>　　[1] 劉巨保．石油設(shè)備有限元分析[

6、M]．北京：石油工業(yè)出版社，1996．</p><p>　　[2] 劉揚(yáng)，劉巨保，羅敏．有限元分析及應(yīng)用[M]．中國(guó)電力出版社，2008．</p><p>　　[3] 羅敏，張強(qiáng)．ANSYS應(yīng)用—基礎(chǔ)篇[M]．大慶石油學(xué)院自編教材，2008．</p><p>　　[4] 祝效華，余志祥．ANSYS高級(jí)工程有限元分析范例精選[M]．電子工業(yè)出版社，2004．</

7、p><p>　　完成期限 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　專業(yè)負(fù)責(zé)人 </p><p><b>　　年月日</b></p><p><b>

8、;　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 概述1</b></p><p>　　1.1 彎曲段套管抗擠強(qiáng)度有限元分析的研究目的和意義1</p><p>　　1.2 彎曲段套管抗擠強(qiáng)度有限元分析的主要研究?jī)?nèi)容1</p><p>　　第2章 理論分析3</p><p>

9、;　　2.1套管抗擠強(qiáng)度分析3</p><p>　　2.2 SOLID45簡(jiǎn)介3</p><p>　　第3章 偏磨套管抗擠強(qiáng)度有限元分析5</p><p>　　3.1 問題描述5</p><p>　　3.2 ANSYS有限元模型建立及求解5</p><p><b>　　結(jié)論13</b>

10、</p><p><b>　　第1章 概述</b></p><p>　　1.1 彎曲段套管抗擠強(qiáng)度有限元分析的研究目的和意義</p><p>　　套管是油井生產(chǎn)中重要的設(shè)施，套管損壞問題己受到國(guó)內(nèi)外的普遍關(guān)注。套管柱在大井眼曲率的水平井彎曲井段將產(chǎn)生較大彎曲應(yīng)力，使得套管抗擠強(qiáng)度降低，可能導(dǎo)致套管發(fā)生擠毀破壞。為了得到套管抗擠強(qiáng)度與水平井彎曲

11、段造斜率間的定量關(guān)系。由于傳統(tǒng)石油工程中，石油套管主要用于鉆井過程中和完井后對(duì)井壁的支撐，以保證鉆井過程的進(jìn)行和完井后整個(gè)油井的正常運(yùn)行。石油套管是維持油井運(yùn)行的生命線，由于地質(zhì)條件不同，井下受力狀態(tài)復(fù)雜，拉、壓、彎、扭應(yīng)力綜合作用于管體，這對(duì)套管本身的質(zhì)量提出了較高的要求。一旦套管本身由于某種原因而損壞，可能導(dǎo)致整口井的減產(chǎn)，甚至報(bào)廢。 </p><p>　　基于普氏自然平衡拱理論,并考慮套管與地層的相互作用,

12、對(duì)空洞的形態(tài)進(jìn)行了分析得出其油層段應(yīng)盡量使用高強(qiáng)度、大壁厚的套管。近年來隨著水平井鉆井技術(shù)的發(fā)展, 高曲率井段套管柱的設(shè)計(jì)引起了人們的關(guān)注。對(duì)于直徑大、壁厚相對(duì)鉆柱來說較小的套管, 如果井眼曲率過高會(huì)產(chǎn)生另一類突出的問題, 即彎曲井段的套管會(huì)發(fā)生較大的徑向變形。而下套管作業(yè)時(shí)，除了要考慮摩阻外，還要考慮套管柱的變形，尤其是彎曲井段內(nèi)套管的變形有別于其他井段，因此有必要對(duì)套管柱在彎曲井段的通過能力進(jìn)行研究。發(fā)生徑向變形的套管不僅會(huì)因通徑的

13、減小影響鉆井工具和完井工具的下入, 而且還會(huì)因其橢圓度增加降低套管的抗擠強(qiáng)度。</p><p>　　大多數(shù)油井套管的損壞是由過大的外載荷引起的，其在各種載荷作用下的強(qiáng)度、變形是油井工程中非常受關(guān)心的問題之一，由于套管的成本在整個(gè)油井成本中占很大的比例，所以要盡量避免油井套管所加載的外載荷超出其所承受的極限，從而保證油井的正常使用壽命。在進(jìn)行油井套管的強(qiáng)度分析時(shí)，通常通過解析法對(duì)其進(jìn)行計(jì)算校核，其中難免采用很多經(jīng)驗(yàn)

14、值和經(jīng)驗(yàn)公式，因此，用該方法分析得到的結(jié)果不夠準(zhǔn)確。本文中通過大型有限元軟件對(duì)套管的強(qiáng)度進(jìn)行分析，可以得到非常精確的結(jié)果，對(duì)工程應(yīng)用有非常重要的指導(dǎo)意義。</p><p>　　1.2 彎曲段套管抗擠強(qiáng)度有限元分析的主要研究?jī)?nèi)容</p><p>　　分析該問題應(yīng)該首先從沒有缺陷套管的抗擠強(qiáng)度入手，用ANSYS對(duì)理想套管建模井求解，得到理想狀態(tài)無缺陷下套管的抗擠強(qiáng)度。此時(shí)的抗擠強(qiáng)度應(yīng)該和API

15、套管強(qiáng)度公式計(jì)算出來的一致，主要用來驗(yàn)證ANSYS模型的正確性。</p><p>　　ANSYS在本研究方向具有非常大的潛力，很多用解析法解決不了的問題都可以通過ANSYS方便的求解，其中不僅包括套管抗擠強(qiáng)度的問題，還有抗拉強(qiáng)度等，不但可以求解帶有理想狀態(tài)彎曲段套管的問題，還可以求解有凹槽、壁厚不均勻等初始缺陷的問題。</p><p>　　借助ANSYS有限元軟件就可以對(duì)理想和使用過程中的

16、套管建模和求解，可以得到理想和使用過程中的缺陷對(duì)套管抗擠強(qiáng)度的影響關(guān)系，避免井下事故的發(fā)生。</p><p>　　在鉆井及修井作業(yè)中，套管彎曲是不可避免的，尤其在深井、超深井、大位移井和水平井中更為顯著。彎曲后的套管不僅抗擠強(qiáng)度會(huì)降低，其他使用性能也會(huì)有所下降。本研究以彎曲形式為空心柱形套管進(jìn)行分析，得到這種彎曲模型的程度和套管抗擠強(qiáng)度之間的關(guān)系。</p><p>　　接下來分析彎曲套管的

17、抗擠強(qiáng)度，使用過程中套管內(nèi)壁被鉆桿接頭磨損和套管在彎曲段時(shí)的彎曲。這些因素或多或少地影響著套管抗擠強(qiáng)度，當(dāng)套管抗擠強(qiáng)度降低到一定程度時(shí)就會(huì)造成套管損壞，影響油氣資源開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。 建立空心圓柱形的實(shí)體模型，對(duì)套管的外表面施加1MPa的外壓，接著使其一端受到全約束，另一端受到彎曲載荷的作用，讓套管自然就彎曲。接著改動(dòng)命令流，可以得到不同曲率的套管的應(yīng)力集中。</p><p>　　這個(gè)問題涉及到彎曲的問題，屬于三維

18、問題，建立三維有限元模型，采用SOLID45單元。</p><p>　　本文中只給出套管曲率為6的情況下的GUI實(shí)例和APDL程序，其他曲率情況套管可以通過改變APDL程序得到。</p><p><b>　　第2章 理論分析</b></p><p>　　2.1套管抗擠強(qiáng)度分析</p><p>　　套管所能承受的最大外擠壓

19、力稱為套管的抗擠強(qiáng)度。套管抗擠強(qiáng)度是國(guó)際上一個(gè)比較活躍的研究領(lǐng)域,多年來,API/ISO一直在組織國(guó)際合作研究。目前,API/ISO Collapse Sub-Team(美國(guó)石油學(xué)會(huì)/國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織套管擠毀工作組)正計(jì)劃修訂現(xiàn)行API5C3標(biāo)準(zhǔn)，研究的焦點(diǎn)集中在提高抗擠強(qiáng)度計(jì)算公式的精度。</p><p>　　針對(duì)美國(guó)石油協(xié)會(huì)的套管抗擠強(qiáng)度計(jì)算公式與實(shí)測(cè)套管擠毀壓力差距較大的問題，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，詳細(xì)分析了套管實(shí)

20、物擠毀試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)，得到了各因素影響套管抗擠強(qiáng)度的定量指標(biāo).研究表明，套管抗擠強(qiáng)度主要由徑厚比決定；套管計(jì)算屈服外壓和失穩(wěn)外壓等其他參數(shù)及其交互作用對(duì)套管的抗擠強(qiáng)度也有顯著影響;套管外徑和壁厚數(shù)據(jù)的變異系數(shù)比外徑不圓度和壁厚不均度對(duì)套管抗擠強(qiáng)度的影響更顯著.最后給出了套管抗擠強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)計(jì)算公式,為生產(chǎn)廠和用戶提供了預(yù)測(cè)套管抗擠強(qiáng)度的簡(jiǎn)單實(shí)用的計(jì)算方法。</p><p>　　API所公布的套管強(qiáng)度數(shù)據(jù)是套管受相應(yīng)的單

21、一外載作用時(shí)的強(qiáng)度，如抗擠強(qiáng)度是套管僅受外擠壓力作用時(shí)套管所能承受的最大外擠壓力值；套管在井下主要考慮管柱的摩阻力限制。除了要考慮這個(gè)以外，還要考慮套管的變形。如果基于剛性模型和彈性模型對(duì)套管進(jìn)行套管柱在井下一般是處于復(fù)合外載作用狀態(tài)（兩種及兩種以上外載同時(shí)作用狀態(tài)）。在復(fù)合外載作用下，套管的強(qiáng)度要發(fā)生變化，有時(shí)套管的強(qiáng)度增加，有時(shí)套管的強(qiáng)度降低。</p><p>　　套管抗擠強(qiáng)度計(jì)算:在外壓力與軸向力或內(nèi)壓力與

22、軸向力作用下，管柱內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)為三向應(yīng)力狀態(tài)，三個(gè)主應(yīng)力分別為軸向應(yīng)力、周向應(yīng)力和徑向應(yīng)力 ：</p><p><b>　　（1）</b></p><p>　　根據(jù)第四強(qiáng)度理論，可得套管在多向應(yīng)力下的強(qiáng)度條件為：</p><p><b>　　c s</b></p><p><b>　　第

23、四強(qiáng)度理論變?yōu)椋?lt;/b></p><p>　　2.2 SOLID45簡(jiǎn)介</p><p>　　單元性質(zhì)：3-D維實(shí)體結(jié)構(gòu)單元</p><p>　　單元說明：solid45單元用于構(gòu)造三維實(shí)體結(jié)構(gòu).單元通過8個(gè)節(jié)點(diǎn)來定義,每個(gè)節(jié)點(diǎn)有3個(gè)沿著xyz方向平移的自由度.單元具有塑性,蠕變,膨脹,應(yīng)力強(qiáng)化,大變形和大應(yīng)變能力。有關(guān)該單元的細(xì)節(jié)參看 ANSYS,

24、理論參考中的SOLID45部分。類似的單元有適用于各向異性材料的solid64單元。Solid45單元的更高階單元是solid95。</p><p>　　SOLID45假定和限制：</p><p>　?。?）體積等于0的單元是不允許的。</p><p>　　·        

25、單元結(jié)點(diǎn)編號(hào)可參照?qǐng)D45.1: "SOLID45幾何描述"，面IJKL和 MNOP也可互換。</p><p>　　·         單元不能扭曲，這樣單元就會(huì)有兩個(gè)獨(dú)立的體。這通常發(fā)生在當(dāng)單元結(jié)點(diǎn)編號(hào)不當(dāng)時(shí)。</p><p>　　·   &

26、#160;     所有單元都必須有8個(gè)結(jié)點(diǎn)。 </p><p>　　·         可以通過定義重合的K和L、O和P來形成棱柱形單元（參見三角形、棱柱形和四面體單元）。</p><p>　　·    

27、60;    四面體形狀也是允許的。對(duì)四面體單元，額外形狀被自動(dòng)刪除。</p><p>　　SOLID45產(chǎn)品限制</p><p>　　對(duì)于以下產(chǎn)品，將在上述一般假設(shè)和限制的基礎(chǔ)上再增加一定的限制：。</p><p>　　ANSYS Professional.  </p><p>　　·

28、60;        不允許有DAMP材性。</p><p>　　·         不能施加流量體荷載。</p><p>　　·       

29、0; 唯一允許的特殊性能是應(yīng)力鋼化。</p><p>　　·         KEYOPT(6)=3不可用。</p><p>　　圖1 SOLID45單元幾何</p><p>　　第3章 偏磨套管抗擠強(qiáng)度有限元分析</p><p><b>　　

30、3.1 問題描述</b></p><p>　　套管鋼級(jí)為N80，屈服強(qiáng)度551.6MPa，泊松比0.3，彈性模量206GPa，外徑177.8mm，壁厚13.72mm。套管曲率取2°/100m、4°/100m、6°/100m、8°/100m、10°/100m，分析計(jì)算各種曲率條件下的套管抗擠強(qiáng)度。</p><p>　　圖2 套

31、管實(shí)體示意圖</p><p>　　3.2 ANSYS有限元模型建立及求解</p><p><b>　　GUI步驟：</b></p><p>　?。?）進(jìn)入ANSYS</p><p>　　程序→ANSYS9.0→ANSYS product launcher→file management→working director

32、y（路徑）→job Name（文件名）→run。</p><p><b>　　圖3 定義文件名</b></p><p><b>　?。?）設(shè)置計(jì)算類型</b></p><p>　　ANSYS主菜單：Preferences→select Structural→OK</p><p><b>　

33、?。?）選擇單元類型</b></p><p>　　ANSYS主菜單：Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delet→Add→select→Solid Brick 8node 45→Ok→close（）</p><p><b>　　圖4 定義單元類型</b></p><p><b>　　(4

34、)定義材料參數(shù)</b></p><p>　　ANSYS主菜單：Preprocessor→Material Props→Material Models→Structual→linear→Elastic→Isotropic→input EX：2.06e11，PRXY：0.3→OK</p><p>　　圖5 定義材料屬性</p><p>　?。?）生成幾何單

35、元模型</p><p>　　ANSYS主菜單→Preprocessor→modeling→create→Volume→Cylinder→Hollow Cylinder→input：WP X（0），WPY（0），Rad-1（75.18e-3）</p><p>　　，Rad-2（88.9e-3），Depth（1）→OK。如圖1所示</p><p><b>　

36、　圖6 建立幾何模型</b></p><p>　　建立未彎曲套管實(shí)體模型，加上彎曲載荷后就變成為彎曲段套管抗擠壓分析實(shí)體模型。</p><p><b>　　(6)網(wǎng)格劃分</b></p><p>　　打開當(dāng)前工作坐標(biāo)，把它移動(dòng)到關(guān)鍵點(diǎn)4（0 ，0.0889, 0），旋轉(zhuǎn)工作平面繞Y軸旋轉(zhuǎn)90度，用工作平面把實(shí)體切成兩部分。ANSYS

37、主菜單：Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans→Divide→Volume by workplane→pick all </p><p>　　把工作平面移動(dòng)到關(guān)鍵點(diǎn)2（0.0889, 0, 0），旋轉(zhuǎn)工作平面繞X軸旋轉(zhuǎn)90度，用工作平面把實(shí)體模型切成4部分。ANSYS主菜單：Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans→Divide→Volum

38、e by workplane→pick all </p><p>　　圖7 用工作平面切實(shí)體模型</p><p>　　ANSYS主菜單：Preprocessor→Meshing→Meshtool→Lines→選擇厚度方向上的8條線→OK→選擇2份→OK </p><p>　　Preprocessor→Meshing→Meshtool→Lines—環(huán)向上的16條線→

39、OK→選擇6份→OK</p><p>　　Preprocessor→Meshing→Meshtool→Lines→長(zhǎng)度方向上的8條線→OK→選擇20份→OK</p><p><b>　　圖8 實(shí)體分網(wǎng)控制</b></p><p>　　最后如下圖設(shè)置，點(diǎn)擊Sweep→pick all→分網(wǎng)完成，保存一下分網(wǎng)模型。</p><p

40、>　　圖8 對(duì)所有進(jìn)行分六面體網(wǎng)格</p><p>　　圖9 有限元網(wǎng)格模型</p><p><b>　?。?）模型施加約束</b></p><p>　　ANSYS主菜單：Solution→Define Loads→Apply→Structural→Displacement→On Areas→選擇Z坐標(biāo)為0的平面→Ok→Lab2：ALL

41、DOF→Ok</p><p><b>　?。?）模型施加載荷</b></p><p><b>　　1.施加外載荷：</b></p><p>　　ANSYS主菜單：Solution→Define Loads→Apply→Structural→Pressure→On Areas→選擇外圓周上的四個(gè)平面7,8,15,16：Val

42、ue：Load pressure value：1e6→Ok</p><p><b>　　2.施加彎曲載荷：</b></p><p>　　彎曲載荷的施加比較復(fù)雜，首先根據(jù)套管的曲率來計(jì)算彎曲載荷的大小，再平均分配到每一個(gè)節(jié)點(diǎn)上。由材料力學(xué)可以知道：</p><p>　　式中：F是施加在斷面上的彎曲載荷，N；E是為套管的材料彈性模量，Pa；I是套管

43、截面慣性矩，是套管的轉(zhuǎn)角，rad；L是套管的長(zhǎng)度，m；</p><p>　　將參數(shù)代入計(jì)算得F為5170.137N</p><p>　　彎曲載荷施加在斷面的每個(gè)節(jié)點(diǎn)上，首先選擇斷面上的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，并且知道斷面總共有幾個(gè)節(jié)點(diǎn)。</p><p>　　ANSYS主菜單：Select→Entities→Areas→Apply→選擇所要選擇的斷面→Ok→Nodes→Attac

44、hed To→Area ，all→Ok</p><p>　　ANSYS主菜單：Plot→Nodes→Ok</p><p>　　List→Nodes→O，本實(shí)例中的節(jié)點(diǎn)數(shù)為72，故每個(gè)節(jié)點(diǎn)的載荷為5170.137/72=71.807。k</p><p>　　列出所有的節(jié)點(diǎn)的數(shù)量</p><p>　　ANSYS主菜單：Solution→Defin

45、e Loads→Apply→Structural→Force/Moment→On→Nodes→pick all→Lab：FY，VALUE：-71.807→OK</p><p>　　圖10 施加彎曲載荷示意圖</p><p><b>　　（9）分析計(jì)算</b></p><p>　　ANSYS主菜單：Select→everything</p&

46、gt;<p>　　ANSYS主菜單：Solution→Solve→Current LS→Ok（to close the solve current Load step window）→Ok</p><p>　　圖11 求解后的模型</p><p><b>　　（10）結(jié)果顯示</b></p><p>　　在提取結(jié)果時(shí)，根據(jù)圣文南原

47、理，取遠(yuǎn)離施加載荷和約束的位置，所以本例中應(yīng)去中間位置查看結(jié)果。</p><p>　　ANSYS主菜單：General Postproc→Plot Result→Contour Plot→Nodal Solu→Select：stress intensity SINT→Ok</p><p>　　圖12 結(jié)果云圖顯示</p><p><b>　　（11）結(jié)果提

48、取</b></p><p>　　ANSYS主菜單：General Postproc→Query Result→Subgrid Solu→Select：stress intensity SINT→Ok（Turn to Query Result window）→Select→Max→Ok</p><p>　　根據(jù)本實(shí)例提取最大應(yīng)力值為23.755MPa，如下圖13 所示。</

49、p><p><b>　?。?2）退出系統(tǒng)</b></p><p>　　ANSYS主菜單：File→Exit→Save everything→Ok</p><p><b>　　圖13 提取結(jié)果圖</b></p><p><b>　　3.3 結(jié)論分析</b></p>&l

50、t;p>　　前面的有限元計(jì)算中得到套管曲率為6°/100m時(shí)，外壓為1MPa情況下最大應(yīng)力強(qiáng)度為23.755MPa。</p><p>　　根據(jù)套管的最大屈服強(qiáng)度是551.6MPa，所以計(jì)算得到套管曲率為6°/100m時(shí)的抗擠強(qiáng)度為29.156MPa。</p><p>　　確定套管抗擠強(qiáng)度的方法和偏磨套管抗擠強(qiáng)度的方法是一樣的。當(dāng)給定外徑、壁厚、彈性模量、泊松比時(shí)套

51、管受到外壓，在線性和小變形內(nèi)，其最大應(yīng)力強(qiáng)度和和外壓之比是一個(gè)無量綱常數(shù)K。</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　根據(jù)徐秉業(yè)的塑性力學(xué)書選取屈服準(zhǔn)則，其應(yīng)力強(qiáng)度的表達(dá)式為：</p><p><b>　　（2）</b></p><p>　　根據(jù)屈強(qiáng)度限擠毀形式套管抗擠強(qiáng)度的

52、定義（使套管中某一點(diǎn)表達(dá)達(dá)到材料的屈服強(qiáng)度的外壓力值為套管抗擠強(qiáng)度），在求得K值之后，將材料的屈服極限代入上式，即可求得套管抗擠強(qiáng)度：</p><p><b>　　(3)</b></p><p>　　將數(shù)值帶入(1)和(3)式，可以得到該種套管的抗擠強(qiáng)度為29.156MPa</p><p>　　同理可把套管曲率6換為2、4、8、10，即可求出彎

53、曲套管在這些曲率下的最大應(yīng)力強(qiáng)度和套管抗擠強(qiáng)度。</p><p>　　表1 彎曲套管的曲率對(duì)最大應(yīng)力值和抗擠強(qiáng)度的影響</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　經(jīng)過三周的時(shí)間的學(xué)習(xí)，我完成了彎曲套管抗擠強(qiáng)度有限元分析，同時(shí)對(duì)ANSYS有了一個(gè)新的了解。在這我要感謝我的指導(dǎo)老師對(duì)我耐心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)的

54、過程中遇到了很多的困難，所以老師給予我極大的幫助。在設(shè)計(jì)的過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲頗豐。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)特別是畢業(yè)設(shè)計(jì)、工作、生活有非常重要的影響。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。</p><

55、;p>　　（1）套管曲率增大，彎曲井段套管的徑向變形和應(yīng)力也隨之增大，套管彎曲載荷和單位節(jié)點(diǎn)載荷都增大，最大應(yīng)力強(qiáng)度也增大，說明曲率與它們成正比。</p><p>　?。?）套管曲率增大，套管的抗擠強(qiáng)度反而減小，說明曲率和套管抗擠強(qiáng)度成反比。</p><p>　　（3）套管的最大應(yīng)力強(qiáng)度和抗擠強(qiáng)度成反比，通過以上研究，對(duì)套管曲率下彎曲井段套管柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。</p&g

56、t;<p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 劉巨保．石油設(shè)備有限元分析[M]．北京：石油工業(yè)出版社，1996．</p><p>　　[2] 劉揚(yáng)，劉巨保，羅敏．有限元分析及應(yīng)用[M]．中國(guó)電力出版社，2008．</p><p>　　[3] 羅敏，張強(qiáng)．ANSYS應(yīng)用—基礎(chǔ)篇[M]．大慶石油學(xué)院自編教

57、材，2008．</p><p>　　[4] 祝效華，余志祥．ANSYS高級(jí)工程有限元分析范例精選[M]．電子工業(yè)出版社，2004．</p><p>　　[5] 劉鴻文．材料力學(xué)[I]．第四版．高等教育出版社，2008．</p><p>　　[6] 朱伯芳．有限單元法原理與應(yīng)用[M]．第二版．中國(guó)水利水電出版社，1997</p><p>

58、　　[7] 祝效華，高原．水平井彎曲段套管下入可行性分析，2011</p><p>　　[8] 李黔，施太和．水平井彎曲井段套管徑向變形計(jì)算，1998</p><p>　　[9] 蔡恩宏．彎曲井段中套管通過能力分析研究 ，2010</p><p><b>　　[10]</b></p><p><b>　　

59、[11]</b></p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　分析過程APDL程序方法</p><p><b>　　/PREP7 </b></p><p>　　ET,1,SOLID45</p><p>　　MPTEMP,,,,,,,, <

60、;/p><p>　　MPTEMP,1,0 </p><p>　　MPDATA,EX,1,,2.06e11</p><p>　　MPDATA,PRXY,1,,0.3 </p><p>　　CYL4, , ,75.18e-3, ,88.9e-3, ,1 </p><p>　　KWPAVE, 4 </p&g

61、t;<p>　　wprot,0,0,90</p><p>　　VSBW, 1</p><p>　　KWPAVE, 2 </p><p>　　wprot,0,0,-90 </p><p>　　wprot,0,90,0</p><p>　　FLST,2,2,6,ORDE,2 <

62、;/p><p>　　FITEM,2,2 </p><p>　　FITEM,2,-3 </p><p>　　VSBW,P51X </p><p><b>　　LPLOT </b></p><p>　　FLST,5,4,4,ORDE,4 </p><p>　　FITEM

63、,5,25 </p><p>　　FITEM,5,27 </p><p>　　FITEM,5,29 </p><p>　　FITEM,5,31 </p><p>　　CM,_Y,LINE </p><p>　　LSEL, , , ,P51X </p><p>　　CM,_Y1,LINE

64、 </p><p>　　CMSEL,,_Y </p><p>　　LESIZE,_Y1, , ,2, , , , ,1 </p><p>　　FLST,5,4,4,ORDE,4 </p><p>　　FITEM,5,26 </p><p>　　FITEM,5,28 </p><p>

65、;　　FITEM,5,30 </p><p>　　FITEM,5,32 </p><p>　　CM,_Y,LINE </p><p>　　LSEL, , , ,P51X </p><p>　　CM,_Y1,LINE </p><p>　　CMSEL,,_Y </p><p><b

66、>　　!* </b></p><p>　　LESIZE,_Y1, , ,2, , , , ,1 </p><p>　　FLST,5,8,4,ORDE,2 </p><p>　　FITEM,5,9 </p><p>　　FITEM,5,-16 </p><p>　　CM,_Y,LINE

67、 </p><p>　　LSEL, , , ,P51X </p><p>　　CM,_Y1,LINE </p><p>　　CMSEL,,_Y </p><p><b>　　!* </b></p><p>　　LESIZE,_Y1, , ,6, , , , ,1 </p>&

68、lt;p><b>　　!*</b></p><p>　　FLST,5,8,4,ORDE,2 </p><p>　　FITEM,5,1 </p><p>　　FITEM,5,-8 </p><p>　　CM,_Y,LINE </p><p>　　LSEL, , , ,P51X &l

69、t;/p><p>　　CM,_Y1,LINE </p><p>　　CMSEL,,_Y </p><p><b>　　!* </b></p><p>　　LESIZE,_Y1, , ,6, , , , ,1</p><p>　　FLST,5,8,4,ORDE,2 </p>&l

70、t;p>　　FITEM,5,17 </p><p>　　FITEM,5,-24 </p><p>　　CM,_Y,LINE </p><p>　　LSEL, , , ,P51X </p><p>　　CM,_Y1,LINE </p><p>　　CMSEL,,_Y </p><p>

71、;<b>　　!* </b></p><p>　　LESIZE,_Y1, , ,20, , , , ,1 </p><p>　　FLST,5,4,6,ORDE,3 </p><p>　　FITEM,5,1 </p><p>　　FITEM,5,4 </p><p>　　FITEM,5

72、,-6 </p><p>　　CM,_Y,VOLU </p><p>　　VSEL, , , ,P51X </p><p>　　CM,_Y1,VOLU </p><p>　　CHKMSH,'VOLU' </p><p>　　CMSEL,S,_Y </p><p>　　V

73、SWEEP,_Y1 </p><p>　　CMDELE,_Y </p><p>　　CMDELE,_Y1 </p><p>　　CMDELE,_Y2 </p><p><b>　　FINISH </b></p><p><b>　　/SOL</b></p&g

74、t;<p>　　FLST,2,4,5,ORDE,4 </p><p>　　FITEM,2,1 </p><p>　　FITEM,2,4 </p><p>　　FITEM,2,6 </p><p>　　FITEM,2,23 </p><p>　　DA,P51X,ALL,</p>

75、<p><b>　　FINISH </b></p><p><b>　　/PREP7 </b></p><p><b>　　FINISH </b></p><p><b>　　/SOL</b></p><p>　　FLST,2,4,5,

76、ORDE,4 </p><p>　　FITEM,2,7 </p><p>　　FITEM,2,-8 </p><p>　　FITEM,2,15 </p><p>　　FITEM,2,-16 </p><p><b>　　/GO </b></p><p><

77、b>　　!* </b></p><p>　　SFA,P51X,1,PRES,1e6 </p><p>　　FLST,5,4,5,ORDE,4 </p><p>　　FITEM,5,2 </p><p>　　FITEM,5,5 </p><p>　　FITEM,5,21 </p&g

78、t;<p>　　FITEM,5,24 </p><p>　　ASEL,S, , ,P51X </p><p><b>　　NSLA,S,1</b></p><p><b>　　NPLOT </b></p><p>　　FLST,2,72,1,ORDE,20 </p>

79、<p>　　FITEM,2,476 </p><p>　　FITEM,2,-480</p><p>　　FITEM,2,505 </p><p>　　FITEM,2,526 </p><p>　　FITEM,2,623 </p><p>　　FITEM,2,-627</p><p>

80、　　FITEM,2,652 </p><p>　　FITEM,2,749 </p><p>　　FITEM,2,-753</p><p>　　FITEM,2,778 </p><p>　　FITEM,2,875 </p><p>　　FITEM,2,-879</p><p>　　FITEM,2,

81、899 </p><p>　　FITEM,2,-912</p><p>　　FITEM,2,963 </p><p>　　FITEM,2,-974</p><p>　　FITEM,2,1025</p><p>　　FITEM,2,-1036 </p><p>　　FITEM,2,1123&l

82、t;/p><p>　　FITEM,2,-1132 </p><p><b>　　/GO </b></p><p>　　F,P51X,FY,-71.807</p><p>　　ALLSEL,ALL </p><p>　　/STATUS,SOLU</p><p><

83、b>　　SOLVE</b></p><p><b>　　/POST1 </b></p><p>　　PLNSOL, S,INT, 0,1.0</p><p>　　東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)表</p><p>　　指導(dǎo)教師： 年 月 日&