低碳合金鋼實體膨脹管有限元分析.pdf

1、實體膨脹管技術主要是為了解決井眼尺寸太小無法到達目的層而提出的石油鉆采新技術。其中合適的膨脹工具是膨脹過程順利完成的關鍵，而所選實體管的材料不僅要能夠滿足膨脹工藝還要保證其膨脹后可以正常使用。本課題的研究重點也從這兩方面入手。
　　本文以實體管的膨脹過程為研究對象，在研究現(xiàn)有國內外科研成果的基礎上，借鑒國內外的研究經驗，以計算機有限元仿真模擬技術為主要研究手段。首先，根據(jù)彈塑性有限元接觸問題的相關理論，針對完成不同膨脹率的膨脹所需

2、的膨脹力不同這一問題，建立膨脹管膨脹過程的有限元分析模型；對壁厚為6mm的108管進行膨脹過程的計算機模擬，研究了在不同膨脹率下，膨脹錐角與錐體完成膨脹所需的液壓力間的關系，確定了不同膨脹率下的最優(yōu)錐角；通過低碳合金鋼的應力-應變關系建立了膨脹管膨脹液壓力的冪強化模型，并采用回彈力與膨脹率間的關系，對冪強化模型進行了修正，得到了膨脹過程膨脹力與膨脹率、錐角間的關系模型；用所建立的模型計算了不同膨脹率、不同錐角膨脹力的大小，得出的最優(yōu)錐角

3、與有限元分析相同，并對比了最優(yōu)錐角條件下膨脹力的理論數(shù)值和實際值，發(fā)現(xiàn)實際膨脹力略高于計算結果，表明該模型可應用于膨脹管膨脹力的計算。
　　其次，基于低碳合金鋼的108管的膨脹研究，基于功能原理提出了一種集經典塑性理論和有限元模擬算法的膨脹力計算方法。采用ANSYS的有限元算法得出了膨脹所克服的徑向壓力，再利用經典的塑性理論和接觸力理論得出最終膨脹力算法，并用實踐驗證了新算法的正確性和可靠性，這部分為本文的創(chuàng)新點。
　　最后