射孔-測試聯(lián)作和射孔-完井投產(chǎn)聯(lián)作是目前國內(nèi)比較先進的作業(yè)技術(shù)。在其作業(yè)過程中,封隔器常因為受到射孔彈爆炸沖擊作用而發(fā)生密封和定位失效事故。針對射孔-測試聯(lián)作、射孔-完井投產(chǎn)聯(lián)作和深穿透射孔封隔器密封及定位性能分析需要,考慮封隔器下狹長套管和管柱邊界約束的特點,應(yīng)用理論分析與有限元模擬相結(jié)合的方法,分析射孔爆轟作用下封隔器所受載荷,依據(jù)得到的射孔彈爆轟載荷數(shù)據(jù),建立封隔器坐封狀態(tài)下的簡化模型,研究爆轟作用下封隔器的密封性能和定位性能。借助理論分析和ANSYS-AUTODYN程序模擬的方法,研究了射孔爆轟作用下封隔器所受載荷,結(jié)果表明射孔爆轟作用下封隔器附近峰值壓力達到100MPa。借助理論分析和ANSYS-LSDYNA模擬結(jié)合的辦法,得到了射孔爆轟作用下封隔器的關(guān)鍵密封和定位元件的動態(tài)響應(yīng),結(jié)果表明射孔爆轟作用下封隔器膠筒與套管間最大接觸應(yīng)力為31.547MPa,膠筒最大等效應(yīng)力為36.465MPa;卡瓦與套管間最大接觸應(yīng)力為842.20MPa,卡瓦最大等效應(yīng)力為:3700.5MPa;水力錨最大等效應(yīng)力為1780.9MPa。以上研究說明:射孔彈爆炸迫使工作液遠離起爆點運動,壓力波經(jīng)過反... 

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 問題的提出及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 射孔彈爆轟國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 封隔器定位性能及密封性能研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
    1.4 本文的創(chuàng)新點
第二章 射孔爆轟載荷理論分析與數(shù)值模擬
    2.1 理論計算基礎(chǔ)
        2.1.1 爆轟波形成過程介紹
        2.1.2 射孔段管柱內(nèi)沖擊波的傳播、反射和疊加分析
    2.2 射孔爆轟過程數(shù)值模擬分析
        2.2.1 ANSYS/AUTODYN軟件爆轟波分析應(yīng)用介紹
        2.2.2 數(shù)值模擬參數(shù)確定
        2.2.3 數(shù)值計算模型的建立
    2.3 數(shù)值計算結(jié)果與分析
        2.3.1 射孔過程工作液密度變化規(guī)律分析
        2.3.2 射孔過程工作液速度變化規(guī)律分析
        2.3.3 射孔過程工作液壓力變化規(guī)律分析
    2.4 本章小節(jié)
第三章 射孔工況下封隔器密封性能分析
    3.1 封隔器各組件受力權(quán)重分析
        3.1.1 附加粘滯摩阻力M_d分析
        3.1.2 封隔器整體受力分析
        3.1.3 封隔器各組件力學(xué)分析
    3.2 封隔器密封性能判斷準則
        3.2.1 封隔器膠筒的封隔性判斷
        3.2.2 封隔器膠筒的安全性判斷
    3.3 射孔爆轟作用下封隔器有限元分析
        3.3.1 封隔器三維模型建立及簡化
        3.3.2 封隔器有限元仿真參數(shù)確定
    3.4 射孔工況下膠筒封隔性分析
        3.4.1 膠筒封隔性理論分析
        3.4.2 膠筒封隔性有限元分析
    3.5 射孔工況下膠筒安全性分析
        3.5.1 膠筒安全性理論分析
        3.5.2 膠筒安全性有限元分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 射孔工況下封隔器定位性能分析
    4.1 射孔作業(yè)封隔器定位性能評價方法
    4.2 射孔爆轟作用下封隔器卡瓦所受載荷分析
    4.3 射孔爆轟作用下封隔器卡瓦力學(xué)性能分析
        4.3.1 射孔爆轟作用下封隔器卡瓦力學(xué)性能理論分析
        4.3.2 射孔爆轟作用下封隔器卡瓦力學(xué)性能有限元分析
    4.4 射孔爆轟作用下封隔器水力錨力學(xué)性能分析
        4.4.1 射孔爆轟作用下封隔器水力錨力學(xué)性能理論分析
        4.4.2 射孔爆轟作用下封隔器水力錨力學(xué)性能有限元分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
致謝
參考文獻
攻讀學(xué)位期間參加科研情況及獲得的學(xué)術(shù)成果


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]井下封隔器工作行為仿真研究[D]. 王海蘭.西南石油學(xué)院 2004



本文編號：3705370