套管接头数值模拟.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,油井管特殊螺纹接头开发数值模拟,中国石油大学（北京）,机电工程学院,油套管接头数值模拟,一个简单的物理问题,将螺栓从螺母中拉出需要的力,无解析解，只有用数值模拟,有限元法,面临的三重非线性，导致数值模拟不收敛,材料非线性,塑性变形,几何非线性,大几何变形,边界条件非线性,接触,为何进行接头数值模拟,从接头几何形状、尺寸、公差等方面指导设计、加工、试验,减少试验工作量,节约经费，缩短周期,数值模拟不能代替实物试验,模型的简化：平面轴对称，可模拟中径和锥度公差，难以考虑螺纹升角，难以准确模拟不圆度、壁厚不均度,载荷：可完全模拟上扣、拉伸、轴对称温度和内外压；可模拟扭转后的状态，不能模拟扭转的过程，不能模拟弯曲（平面、接触）,不能完全模拟接触面的表面处理，可考虑摩擦系数，不能模拟和判断粘扣性能,难以准确判断密封性（只能根据接触压力）,材料性能的不确定性,中国石油大学（北京）研究基础,1990-1992,，中石油,“,特殊丝扣套管接头技术评价,”,，中油集团科技进步二等奖,1994-1996,，中石油,“,套管螺纹滑脱原因及影响因素的研究,”,，中油集团科技创新二等奖,2004-2005,天管,“,可膨胀套管及膨胀工艺研究,”,2006-2007,，塔里木,“,API,油、套管粘扣损坏原因分析及综合治理,”,有限元分析软件：,ANSYS,ABAQUS,特殊丝扣套管接头技术评价,3SB/NSCC/VAM ACE/TM,上扣、内压、拉伸、温度（热采）,内径,a),力学模型,b),有限元网格,c),管体端螺纹网格细节,d),接箍端螺纹网格细节,套管接头,滑脱,力学分析,第,0,扣,接箍对称横截面,接箍,管体,机紧状态接头当量应力,可膨胀套管接头,膨胀过程,可膨胀套管接头,膨胀前 膨胀时 膨胀后,油套管接头数值模拟在接头开发中的作用,选择工况，确定接头形式与尺寸（深井、超深井、高压气井、水平井、热采井）,调研分析工况要求，提出接头技术指标,设计与有限元数值模拟（强度、密封性、上卸扣性能）,载荷：上扣（公差与过盈、扭矩）、内外压、拉伸、压缩、温度,分析：应力、应变及位移，接触压力,分析结论：结构形状、尺寸、公差带、上扣扭矩,加工、表面处理、实物试验、现场试用、改进,油套管接头数值模拟环节,建模,加载计算,结果分析,设计建议,设计一个月，分析一个月？,