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可膨胀管技术是21世纪石油工业中一项极富前景的新技术,它可广泛应用于钻井、修井等作业过程。本文借助金属塑性加工学及材料科学中相关理论,以实验室台架试验与有限元分析相结合的研究方法对膨胀管技术进行了基础性理论研究,得到了一系列重要认识与结论。
首先,认识到膨胀管的不均匀变形现象是影响膨胀后管材性能的主要因素之一,也是导致管材膨胀后抗挤强度下降的重要原因,因此,膨胀管选材时应对膨胀管的初始几何参数进行严格限制,确保膨胀管各属性满足现场施工的要求。同时,总结出不同规格膨胀管膨胀力计算的通式,并通过了实验室台架试验及现场施工的验证。
其次,本文利用ANSYS有限元分析软件进行了膨胀成形机理数值模拟研究。数值模拟分析结果以云图和曲线的形式直观地反映了膨胀管在整个过程中的应力应变及膨胀后的残余应力情况,分析了膨胀过程中管体的轴向、径向位移的变化规律,并定性地分析了膨胀过程中管材内部金属流动性能状态,此后,对可膨胀管联接方式结构方案进行研究并优选。
最后,笔者根据参加的现场施工具体情况,进行工程施工经验总结,并对施工工艺及配套工具的使用性能进行分析,为后续的现场施工提供指导作用。