發(fā)布時(shí)間：2017-08-11 07:25

  本文關(guān)鍵詞：水力擴(kuò)張式封隔器管柱力學(xué)分析

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【摘要】：水力擴(kuò)張式封隔器管柱主要應(yīng)用于水力壓裂噴射作業(yè),在內(nèi)壓作用下管柱產(chǎn)生鼓脹效應(yīng)從而引起管柱軸向變形,軸向變形過(guò)大會(huì)導(dǎo)致封隔器失封,從而影響整個(gè)作業(yè)的成敗。本文以水力擴(kuò)張式封隔器管柱以及封隔器膠筒為研究對(duì)象,對(duì)封隔器管柱以及封隔器膠筒進(jìn)行研究。本文運(yùn)用理論方法對(duì)水力擴(kuò)張式封隔器管柱工作過(guò)程中的力學(xué)行為進(jìn)行分析,分別得到重力、浮力、流體阻力、活塞效應(yīng)、溫度效應(yīng)以及鼓脹效應(yīng)等因素引起管柱軸向變形的計(jì)算公式。推導(dǎo)得出水力擴(kuò)張式封隔器管柱鼓脹變形三個(gè)階段的軸向變形公式以及鼓脹力大小計(jì)算公式。通過(guò)對(duì)水力擴(kuò)張式封隔器膠筒變形階段進(jìn)行分析,分別得到膠筒工作面和肩部的軸向載荷公式、膠筒工作面約束變形的接觸應(yīng)力求解公式。得到膠筒在工作過(guò)程中膠筒與套管之間的摩擦力大小的計(jì)算公式。本文運(yùn)用有限元方法對(duì)封隔器膠筒進(jìn)行數(shù)值,根據(jù)分析結(jié)果可知:隨著噴射壓裂的進(jìn)行,壓裂液流經(jīng)封隔器,封隔器膠筒溫度降低,膠筒應(yīng)力增加,當(dāng)溫度低于90℃時(shí),應(yīng)力反而降低,當(dāng)溫度低于70℃時(shí),膠筒應(yīng)力又逐漸增加。在內(nèi)壓作用下,封隔器膠筒的接觸應(yīng)力由膠筒兩端向中間逐漸增加。
【關(guān)鍵詞】：水力擴(kuò)張式封隔器 管柱力學(xué) 膠筒 有限元
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE931.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 緒論7-19
• 1.1 研究的目的及意義7
• 1.2 水力擴(kuò)張式封隔器概述7-11
• 1.2.1 水力擴(kuò)張式封隔器的基本結(jié)構(gòu)和各結(jié)構(gòu)的功能8-9
• 1.2.2 水力擴(kuò)張式封隔器工作原理簡(jiǎn)介9-11
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.3.1 水力擴(kuò)張式封隔器封隔器國(guó)內(nèi)外研究11-15
• 1.3.2 封隔器管柱力學(xué)國(guó)內(nèi)外研究15-17
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容以及技術(shù)路線17-18
• 1.4.1 主要研究?jī)?nèi)容17
• 1.4.2 技術(shù)路線17-18
• 1.5 創(chuàng)新點(diǎn)18-19
• 第二章 水力擴(kuò)張式封隔器管柱受力與變形分析19-28
• 2.1 水力擴(kuò)張式封隔器管柱軸向載荷變形19-24
• 2.1.1 自重引起的管柱軸向變形19-20
• 2.1.2 浮力引起的管柱軸向變形20
• 2.1.3 流體阻力引起的管柱軸向變形20-23
• 2.1.4 活塞效應(yīng)引起的管柱軸向變形23-24
• 2.2 溫度效應(yīng)引起的管柱軸向變形分析24-25
• 2.3 鼓脹效應(yīng)引起的管柱變形分析25-26
• 2.4 水力擴(kuò)張式封隔器管柱軸向總變形26-28
• 第三章 水力擴(kuò)張式封隔器坐封過(guò)程中管柱變形分析28-36
• 3.1 水力擴(kuò)張式封隔器坐封前后管柱變形分析28-30
• 3.1.1 水力擴(kuò)張式封隔器坐封前管柱變形分析28-29
• 3.1.2 水力擴(kuò)張式封隔器坐封后管柱變形分析29-30
• 3.2 水力擴(kuò)張式封隔器坐封過(guò)程鼓脹效應(yīng)對(duì)于管柱變形的影響30-34
• 3.2.1 鼓脹效應(yīng)模型31-32
• 3.2.2 水力擴(kuò)張式封隔器管柱鼓脹效應(yīng)第一階段力學(xué)性能分析32
• 3.2.3 水力擴(kuò)張式封隔器管柱鼓脹效應(yīng)第二階段力學(xué)性能分析32-34
• 3.2.4 水力擴(kuò)張式封隔器管柱鼓脹效應(yīng)第三階段力學(xué)性能分析34
• 3.3 本章小結(jié)34-36
• 第四章 水力擴(kuò)張式封隔器膠筒力學(xué)性能分析36-59
• 4.1 水力擴(kuò)張式封隔器膠筒變形分析36-50
• 4.1.1 水力擴(kuò)張式封隔器膠筒中間部位變形階段力學(xué)分析37-42
• 4.1.2 水力擴(kuò)張式封隔器膠筒端部變形階段力學(xué)分析42-47
• 4.1.3 水力擴(kuò)張式封隔器膠筒變形后膠筒與套管間摩擦力分析47-50
• 4.2 橡膠材料性能分析50-53
• 4.2.1 丁腈橡膠的性能分析51
• 4.2.2 研究橡膠材料力學(xué)性能的方法51-53
• 4.3 水力擴(kuò)張式封隔器膠筒有限元分析53-58
• 4.3.1 水力擴(kuò)張式封隔器膠筒有限元建模53-55
• 4.3.2 有限元分析結(jié)果55-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第五章 總結(jié)59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文64-65

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