高温高压气井管柱力学有限元分析

　　本书首先介绍管柱力学的有限元法基本理论和模拟技术，之后结合高温高压超深气井的特点，给出了相应的管柱力学有限元求解技术与计算流程。书中介绍了高温高压超深气井的载荷特性及其力学模型边界条件的确定方法。结合管柱及封隔器的坐封过程、储层改造施工过程等工程实际，介绍了力学模型的细节及相应简化的合理性。结合塔里木油田的工程实例，介绍了使用三维管柱力学有限元理论与技术进行管柱非弹性行为建模与分析过程中的难题及解决方法。模拟的行为包括管柱的弹塑性屈曲变形、断裂失效，以及封隔器芯轴断裂破坏的现象。根据需要，简单介绍了管柱力学分析过程中用到的有限元子模型技术。

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前言
第1章概述1
第2章油管管柱的三维力学分析4
2.1基本概念简介4
2.1.1什么是有限元法4
2.1.2油管管柱的三维有限元力学分析的优点5
2.2含伸缩管的MJ4井完井测试管柱三维力学行为分析7
2.2.1输入数据9
2.2.2三维管柱有限元模型及各阶段载荷参数9
2.2.3全长管柱变形及应力有限元数值计算结果11
2.2.4MJ4井管柱的伸缩管分析14
2.2.5伸缩管以下管柱的变形与应力分析19
2.2.6小结28
2.3塔里木油田KES2-2-3井三维管柱应力及疲劳分析29
2.3.1输入数据30
2.3.2三维管柱有限元模型及载荷31
2.3.3ABAQUS有限元管柱三维变形及应力分析数值结果33
2.3.4小结45
2.4KES201井管柱的三维有限元分析46
2.4.1工程背景介绍46
2.4.2三维管柱有限元模型及载荷47
2.4.3管柱的有限元位移分析结果48
2.4.4管柱的有限元应力分析结果48
2.4.5小结49
2.5高温高压气井多封隔器管柱完整性分析方法及应用实例49
2.5.1多封隔器管柱力学有限元分析流程50
2.5.2多封隔器管柱力学有限元分析在迪西-1井封隔器破坏分析中的应用实例51
2.5.3有限元模型及分析52
2.5.4小结59
参考文献59
第3章克深131井射孔孔周部位的应力分析62
3.1工程背景介绍62
3.2管柱射孔段及地应力参数62
3.3射孔段的有限元模型66
3.4射孔段的有限元数值计算结果67
3.5结论70
第4章将三维有限元管柱力学分析方法应用于新井设计中71
4.1简介71
4.2克深133井管柱力学有限元计算分析71
4.2.1问题描述71
4.2.2有限元模型71
4.2.3有限元分析结果76
4.2.4小结80
4.3克深134井管柱力学有限元计算分析80
4.3.1问题描述80
4.3.2有限元模型80
4.3.3有限元分析结果84
4.3.4小结88
4.4克深241井管柱力学有限元计算分析88
4.4.1问题描述88
4.4.2有限元模型88
4.4.3有限元分析结果92
4.4.4小结96
4.5克深605井管柱力学有限元计算分析96
4.5.1问题描述96
4.5.2有限元模型96
4.5.3有限元分析结果100
4.5.4小结104
第5章单封隔器管柱的有限元分析及封隔器完整性校核105
5.1问题描述105
5.2有限元模型105
5.2.1结构模型105
5.2.2网格划分107
5.2.3材料模型107
5.2.4边界条件107
5.2.5载荷条件107
5.3管柱轴向力的有限元分析结果109
5.4封隔器信封曲线校核计算112
5.5结论113
第6章双封隔器管柱的有限元分析及封隔器完整性校核114
6.1问题描述114
6.2有限元模型114
6.2.1结构模型114
6.2.2网格划分116
6.2.3材料模型116
6.2.4边界条件116
6.2.5载荷条件117
6.2.6带有伸缩管的管柱系统的管柱力学行为分析的流程120
6.3管柱全长力学行为分析数值结果121
6.4伸缩管以下管柱的力学行为数值结果126
6.4.1伸缩管以下管柱的力学行为数值结果：原设计127
6.4.2伸缩管以下管柱的力学行为数值结果：减小间隙129
6.5管柱轴向应力总结132
6.6封隔器信封曲线校核计算132
6.6.1对7in封隔器的信封曲线校核计算132
6.6.2对5.5in封隔器的信封曲线校核计算133
6.7结论134