油井套管应力分析的快速计算方法
Rapid Calculation Method of Stress Analysis for Oil Well Casing
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- DOI:
- 作者:
- 盛选禹1, 翟永君2
Sheng Xuanyu1, Huo Yongjun2
- 作者单位:
- 1. 清华大学核能与新能源技术研究院, 北京 100084;
2. 辽河油田分公司, 辽宁盘锦 124010
Institute of Nuclear and New Energy Technology, Tsinghua University, Beijing 100084, China
- 关键词:
- 油井;套管;应力分析;快速算法;有限元法
oil well;casing;stress analysis;rapid arithmetic;finite element method
- 摘要:
- 在石油工程现场,套管的破坏是灾难性的,可能导致整个油井报废。生产套管插入过程中,会和中间套管发生相互作用,这个作用也可能导致生产套管的破坏。由于套管很长,一般都在1000m以上,计算有一定难度。文章采用了中间套管简化为分析刚体、生产套管插入过程逆向处理、将生产套管处理为壳单元、将生产套管插入过程进行分步处理、采用ABAQUS软件的显示计算方法、提高加载速度、人为进行质量放大、对套管刚体施加点质量8种方法,以提高计算模拟速度。对1000m长的生产套管插入模拟计算发现:套管的端部应力变化很大,沿厚度方向应力变化也很大,套管有发生疲劳破坏的可能。
Oil well casing damage is a kind of catastrophic accidents in oilfield engineering site which may make the whole oil well abandoned. When the production casing is inserted into the intermediate casing, interaction occurs between them and possibly induces failure of the production casing. Because the casing is very long, mostly longer than 1 000 m, the calculation of the interaction is difficult. Some simplified methods are used in this paper to increase the calculation speed, including simplifying the intermediate casing as analytical rigid body, reversing the production casing inserting process, simplifying the production casing as shell elements, cutting the inserting process into several steps, using the explicit method, increasing loading speed,artificially enlarging the mass, adding point mass on rigid casing. The calculation on the 1 000 m casing was done. And it was found that at the end of the production casing, the stress varied greatly; the stress along the diametrical direction varied greatly too. Fatigue damage could occur on the production casing.2009,03(03): 1-5 收稿日期：2008-5-29分类号：TE256.1作者简介：盛选禹（1969-），男，山东定陶人，1998年博士毕业，副研究员，主要从事反应堆结构设计、结构强度分析、摩擦学研究工作，发表论文70余篇，专著80部。参考文献：
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