發(fā)布時間：2024-11-03 05:35

　　試油封隔器是在試油作業(yè)中封隔井下壓力的關(guān)鍵工具,在高溫高壓井應(yīng)用的安全性不容忽視。目前的研究未從系統(tǒng)角度研究試油封隔器的非線性力學(xué)行為、失效形式、失效判據(jù)、密封完整性,故進(jìn)行試油封隔器系統(tǒng)非線性仿真分析及其性能信封曲線的研究。以試油作業(yè)中常用的RTTS封隔器為研究對象,考慮試油封隔器系統(tǒng)的材料、幾何、接觸非線性特征,應(yīng)用非線性有限元理論,以Mooney-Rivlin應(yīng)變能函數(shù)建立非線性材料模型,綜合運用雜交網(wǎng)格、非線性自適應(yīng)區(qū)域、罰剛度算法等處理幾何、接觸非線性導(dǎo)致的難收斂問題。建立RTTS封隔器三維有限元模型,應(yīng)用控制變量法研究了封隔器密封性能、錨定性能的影響因素。從封隔器系統(tǒng)角度,研究了密封-錨定系統(tǒng)力學(xué)性能并與獨立部件力學(xué)性能對比,提出考慮套管的封隔器系統(tǒng)失效形式、失效判據(jù)以及膠筒敏感度系數(shù)指標(biāo)�；诜飧羝飨到y(tǒng)失效理論,研究了封隔器性能信封曲線的繪制方法及應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn):膠筒的等效應(yīng)力及接觸壓力隨坐封載荷的線性增大而非線性增大;隨著膠筒個數(shù)的增加,膠筒接觸壓力沿遠(yuǎn)離壓縮端方向依次降低;膠筒的接觸壓力隨摩擦因數(shù)、材料硬度的增加而非線性降低�？ㄍ咤F角為12°(與10°、14°比較),牙...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究的目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 封隔器工作行為分析研究現(xiàn)狀
        1.2.2 封隔器結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
    1.4 創(chuàng)新點
第二章 試油封隔器密封部件非線性仿真
    2.1 封隔器密封部件的三重非線性概述
    2.2 封隔器膠筒材料模型的建立
    2.3 RTTS封隔器膠筒力學(xué)性能非線性仿真
        2.3.1 RTTS封隔器膠筒仿真分析收斂性控制
        2.3.2 RTTS封隔器密封部件力學(xué)性能仿真
    2.4 封隔器密封性能影響因素研究
        2.4.1 膠筒個數(shù)對封隔器密封性能的影響
        2.4.2 摩擦因數(shù)對封隔器密封性能的影響
        2.4.3 膠筒硬度對封隔器密封性能的影響
    2.5 本章小結(jié)
第三章 試油封隔器錨定部件非線性仿真
    3.1 RTTS封隔器卡瓦與套管作用力學(xué)分析
    3.2 RTTS封隔器卡瓦力學(xué)行為仿真
        3.2.1 RTTS封隔器卡瓦建模及有限元網(wǎng)格劃分
        3.2.2 RTTS封隔器卡瓦力學(xué)性能仿真邊界條件設(shè)置
        3.2.3 RTTS封隔器卡瓦力學(xué)性能仿真結(jié)果分析
    3.3 RTTS封隔器錨定性能影響因素研究
        3.3.1 卡瓦錐角對封隔器錨定性能的影響
        3.3.2 卡瓦鑲齒牙型角對封隔器錨定性能的影響
        3.3.3 卡瓦鑲齒分布相位對封隔器錨定性能的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 試油封隔器系統(tǒng)非線性力學(xué)行為仿真及安全性分析
    4.1 RTTS封隔器密封-錨定系統(tǒng)仿真模型的建立
    4.2 RTTS封隔器系統(tǒng)非線性力學(xué)仿真求解
    4.3 封隔器系統(tǒng)安全性分析
        4.3.1 封隔器密封部件安全性評價
        4.3.2 封隔器錨定部件安全性評價
        4.3.3 封隔器輔助部件安全性評價
    4.4 本章小結(jié)
第五章 封隔器性能信封曲線研究
    5.1 封隔器性能信封曲線綜述
        5.1.1 封隔器性能信封曲線簡介
        5.1.2 典型封隔器性能信封曲線分析
        5.1.3 溫度對封隔器性能信封曲線的影響
    5.2 封隔器性能信封曲線繪制原理
        5.2.1 膠筒失效載荷的確定
        5.2.2 卡瓦失效載荷的確定
        5.2.3 水力錨失效載荷的確定
        5.2.4 中心管失效載荷的確定
    5.3 封隔器性能信封曲線的繪制
        5.3.1 封隔器性能信封曲線繪制的通用方法
        5.3.2 RTTS封隔器性能信封曲線繪制
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間參加科研情況及獲得的學(xué)術(shù)成果



本文編號：4010764