東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)彎曲段套管抗擠強(qiáng)度有限元

1、1東 北 石 油 大 學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 年 月 日課 程 計(jì)算力學(xué)課程設(shè)計(jì) 題 目 彎曲段套管抗擠強(qiáng)度有限元分析 學(xué) 院 機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 2東北石油大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程 計(jì)算力學(xué)課程設(shè)計(jì)題目 彎曲段套管抗擠強(qiáng)度有限元分析專業(yè) 工程力學(xué) 姓名 學(xué)號(hào) 主要內(nèi)容：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、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

2、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。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?；疽螅涸谡n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)際問題，了解力學(xué)分析軟件的前后處理，掌握有限元

3、分析流程。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）。主要參考資料：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，19962 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，20083 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，20084 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，20043完成期限 指導(dǎo)教師 專業(yè)負(fù)責(zé)人 年月日目錄第 1 章 概述.11.1 彎曲段套管抗擠強(qiáng)度有限元分析的研究目的和意義.11.

4、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第 2 章 理論分析.32.1 套管抗擠強(qiáng)度分析.32.2 SOLID45 簡(jiǎn)介.3第 3 章 偏磨套管抗擠強(qiáng)度有限元分析.53.1 問題描述.53.2 ANSYS 有限元模型建立及求解.5結(jié)論.131第第 1 章章 概述概述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彎曲段套管抗擠強(qiáng)度有限元分析的研究目的和意義套管是油井生產(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)度與水平井彎曲段造斜率間的定量關(guān)系。由于傳統(tǒng)

5、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。 基于普氏自然平衡拱理論,并考慮套管與地層的相互作用,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(lái)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(lái)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

6、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。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)值

7、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。1.2 彎曲段套管抗擠強(qiáng)度有限元分析的主要研究?jī)?nèi)容彎曲段套管抗擠強(qiáng)度有限元分析的主要研究?jī)?nèi)容分析該問題應(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(wú)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 套管強(qiáng)度公式計(jì)算出來(lái)的一致，主要用來(lái)驗(yàn)證 ANSYS 模型的正確性。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2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

8、，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。借助 ANSYS 有限元軟件就可以對(duì)理想和使用過程中的套管建模和求解，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。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。接下來(lái)分析彎曲套管的抗擠強(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

9、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。這個(gè)問題涉及到彎曲的問題，屬于三維問題，建立三維有限元模型，采用SOLID45 單元。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/100om他曲率情況套管可以通過改變 APDL 程序得到。3第第 2 章章 理論分析理論分析2.1 套管抗擠強(qiáng)度分析套管抗擠強(qiáng)度分析套管所能承受的最大外擠壓力稱為套管的

10、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(lái),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。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)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

11、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。API 所公布的套管強(qiáng)度數(shù)據(jù)是套管受相應(yīng)的單一外載作用時(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。套管抗擠強(qiáng)度計(jì)算:在外壓力與軸向力或內(nèi)壓力與軸向力作用下，管柱內(nèi)

12、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 ： （1）22221zrrttzc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：c s第四強(qiáng)度理論變?yōu)椋?2222szrrttz42.2 SOLID45 簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 單元性質(zhì)：3-D 維實(shí)體結(jié)構(gòu)單元 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(lái)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, 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。Solid4

13、5 單元的更高階單元是 solid95。SOLID45 假定和限制：（1）體積等于 0 的單元是不允許的。 單元結(jié)點(diǎn)編號(hào)可參照?qǐng)D 45.1: SOLID45 幾何描述，面 IJKL 和 MNOP 也可互換。 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)。 所有單元都必須有 8 個(gè)結(jié)點(diǎn)。 可以通過定義重合的 K 和 L、O 和 P 來(lái)形成棱柱形單元（參見三角形、棱柱形和四面體單元） 。 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。SOLID45 產(chǎn)品限制對(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：。ANSYS Professional.

14、 不允許有 DAMP 材性。 不能施加流量體荷載。 唯一允許的特殊性能是應(yīng)力鋼化。 KEYOPT(6)=3 不可用。5圖 1 SOLID45 單元幾何6第第 3 章章 偏磨套管抗擠強(qiáng)度有限元分析偏磨套管抗擠強(qiáng)度有限元分析3.1 問題描述問題描述套管鋼級(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。圖 2 套管實(shí)體示意圖3.2 ANSYS 有限元模型建立及求解有限元模型建立及求解GUI 步驟：（1）

15、進(jìn)入 ANSYS程序ANSYS9.0ANSYS product launcherfile managementworking directory（路徑）job Name（文件名）run。7圖 3 定義文件名（2）設(shè)置計(jì)算類型ANSYS 主菜單：Preferencesselect StructuralOK（3）選擇單元類型ANSYS 主菜單：PreprocessorElement TypeAdd/Edit/DeletAddselectSolid Brick 8node 45Okclose（）圖 4 定義單元類型(4)定義材料參數(shù)ANSYS 主菜單：PreprocessorMaterial Pro

16、psMaterial ModelsStructuallinearElasticIsotropicinput EX：2.06e11，PRXY：0.3OK8圖 5 定義材料屬性（5）生成幾何單元模型ANSYS 主菜單PreprocessormodelingcreateVolumeCylinderHollow Cylinderinput：WP X（0） ，WPY（0） ，Rad-1（75.18e-3），Rad-2（88.9e-3） ，Depth（1）OK。如圖 1 所示圖 6 建立幾何模型建立未彎曲套管實(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。(6)網(wǎng)格劃分打開當(dāng)前工作坐標(biāo)，把它

17、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 主菜單：PreprocessorModelingOperateBooleansDivideVolume by workplanepick all 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)990 度，用工作平面把實(shí)體模型切成 4 部分。ANSYS 主菜單：PreprocessorModelingOperateBooleansDivideVolume by workplanepick all 圖 7 用工作平面切實(shí)體模型ANSYS

18、 主菜單：PreprocessorMeshingMeshtoolLines選擇厚度方向上的8 條線OK選擇 2 份OK PreprocessorMeshingMeshtoolLines環(huán)向上的 16 條線OK選擇 6 份OKPreprocessorMeshingMeshtoolLines長(zhǎng)度方向上的 8 條線OK選擇 20份OK圖 8 實(shí)體分網(wǎng)控制10最后如下圖設(shè)置，點(diǎn)擊 Sweeppick all分網(wǎng)完成，保存一下分網(wǎng)模型。圖 8 對(duì)所有進(jìn)行分六面體網(wǎng)格圖 9 有限元網(wǎng)格模型（7）模型施加約束ANSYS 主菜單：SolutionDefine LoadsApplyStructuralDispl

19、acementOn Areas選擇 Z 坐標(biāo)為 0 的平面11OkLab2：ALL DOFOk（8）模型施加載荷1.施加外載荷：ANSYS 主菜單：SolutionDefine LoadsApplyStructuralPressureOn Areas選擇外圓周上的四個(gè)平面 7,8,15,16：Value：Load pressure value：1e6Ok2.施加彎曲載荷：彎曲載荷的施加比較復(fù)雜，首先根據(jù)套管的曲率來(lái)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： 22EIFL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是套管截面慣性矩，是套管的

20、轉(zhuǎn)角，rad；L 是套管的長(zhǎng)度，m；4m將參數(shù)代入計(jì)算得 F 為 5170.137N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)。ANSYS 主菜單：SelectEntitiesAreasApply選擇所要選擇的斷面OkNodesAttached ToArea ，allOkANSYS 主菜單：PlotNodesOk ListNodesO，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列出所有的節(jié)點(diǎn)的數(shù)量ANSYS 主菜單：SolutionDefine LoadsApplyStructuralForce/Momen

21、tOnNodespick allLab：FY，VALUE：-71.807OK12圖 10 施加彎曲載荷示意圖（9）分析計(jì)算ANSYS 主菜單：SelecteverythingANSYS 主菜單：SolutionSolveCurrent LSOk（to close the solve current Load step window）Ok圖 11 求解后的模型（10）結(jié)果顯示在提取結(jié)果時(shí)，根據(jù)圣文南原理，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。ANSYS 主菜單：General PostprocPlot ResultContour PlotNodal SoluSelect：s

22、tress intensity SINTOk13圖 12 結(jié)果云圖顯示（11）結(jié)果提取 ANSYS 主菜單：General PostprocQuery ResultSubgrid SoluSelect：stress intensity SINTOk（Turn to Query Result window）SelectMaxOk 根據(jù)本實(shí)例提取最大應(yīng)力值為 23.755MPa，如下圖 13 所示。（12）退出系統(tǒng)ANSYS 主菜單：FileExitSave everythingOk圖 13 提取結(jié)果圖3.3 結(jié)論分析結(jié)論分析14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

23、 情況下最大應(yīng)力強(qiáng)度為 23.755MPa。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。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(wú)量綱常數(shù) K。maxi （1）maxiKP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：i （2）122331max(|)i根據(jù)屈強(qiáng)度限擠毀形式套管抗擠強(qiáng)度的定義（使套管中某一點(diǎn)表達(dá)達(dá)到材cP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s服極限

24、代入上式，即可求得套管抗擠強(qiáng)度： (3)scPK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同理可把套管曲率 6換為 2、4、8、10，即/100om/100om/100om/100om/100om可求出彎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。表 1 彎曲套管的曲率對(duì)最大應(yīng)力值和抗擠強(qiáng)度的影響套管曲率/100om最大應(yīng)力強(qiáng)度Mpa套管抗擠強(qiáng)度MPa彎曲載荷 F/N單位節(jié)點(diǎn)載荷/N211.38358.8711723.37923.936415.36737.3843446.75848.872623.75529.1565170.13770.807826.004

25、23.2696893.51695.7431035.58719.9888616.895119.67915結(jié)論結(jié)論經(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

26、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。（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。（2）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。（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)。16參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)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，19962 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，20083 羅敏，張強(qiáng)ANSYS 應(yīng)用基礎(chǔ)篇M大慶石油學(xué)院自編

27、教材，20084 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，20045 劉鴻文材料力學(xué)I第四版高等教育出版社，20086 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，19977 祝效華，高原水平井彎曲段套管下入可行性分析，20118 李黔，施太和水平井彎曲井段套管徑向變形計(jì)算，19989 蔡恩宏彎曲井段中套管通過能力分析研究 ，2010101117附錄附錄分析過程 APDL 程序方法/PREP7 ET,1,SOLID45MPTEMP, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,2.06e11MPDATA,PRXY,1,0.3 CYL4, , ,75.1

28、8e-3, ,88.9e-3, ,1 KWPAVE, 4 wprot,0,0,90VSBW, 1KWPAVE, 2 wprot,0,0,-90 wprot,0,90,0FLST,2,2,6,ORDE,2 FITEM,2,2 FITEM,2,-3 VSBW,P51X LPLOT FLST,5,4,4,ORDE,4 FITEM,5,25 FITEM,5,27 FITEM,5,29 FITEM,5,31 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,_Y LESIZE,_Y1, , ,2, , , , ,1 FLST,5,4,4,ORDE,4 FITEM,

29、5,26 FITEM,5,28 FITEM,5,30 FITEM,5,32 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,_Y !* LESIZE,_Y1, , ,2, , , , ,1 FLST,5,8,4,ORDE,2 FITEM,5,9 FITEM,5,-16 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,_Y !* LESIZE,_Y1, , ,6, , , , ,1 !*FLST,5,8,4,ORDE,2 FITEM,5,1 FITEM,5,-8 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,_Y !* LESIZE,_Y1, , ,6, , , , ,1FLST,5,8,4,ORDE,2 FITEM,5,17 FITEM,5,-24 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,_Y !* LESIZE,_Y1, , ,20, , , , ,1 FLST,5,4,6,ORDE,3 FITEM,5,1 FITEM,5,4 FITEM,5,-6 CM,_Y,VOLU VSEL, , , ,P51X CM,