射孔套管强度降低规律分析及参数优化设计

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• 作者：陈威杨秀娟闫行许志倩闫相祯
• 会议时间：2014-05-01
• 关键词：射孔套管 ; Mises应力 ; 参数优化 ; 数值模拟 ; 三维有限元 ; 参数设计
• 作者单位：陈威,杨秀娟,闫行,闫相祯(中国石油大学储运与建筑工程学院,山东青岛266580;中国石油大学油气CAE技术研究中心,山东青岛266580)许志倩(中国石油大学机电工程学院,山东青岛266580;中国石油大学油气CAE技术研究中心,山东青岛266580)
• 母体文献：2014油气井管柱与管材国际会议论文集
• 会议名称：2014油气井管柱与管材国际会议
• 会议地点：西安
• 主办单位：中国石油学会
• 语种：chi
• 分类号：TB1;O34

摘要

鉴于射孔的孔径、孔密和相位角对射孔后套管的强度影响很大,采用ANSYS数值模拟方法,以P110型套管参数和新疆油田某区块实际地应力为约束条件建立三维有限元模型,分析了套管管体Mises应力分布,重点研究了不同径、孔密和相位角下套管的最大Mises应力,得出最大应力与孔径、孔密间和相位角间的关系。分析结果表明在地层参数和载荷一定的情况下,套管射径存在一个最优值,既可以优化套管管体受力又可以增加过流面积;射孔密度在一定范围值内对套管体最大Mises应力影响不明显,对壁厚比较薄的套管应力影响要大于壁厚较厚的;在挤压和轴向载荷组合作用下,套管最大Mises应力随着射孔方位角成近似正弦三角函数变化,射孔方位角为15°和90°(最小主应力方向夹角)时射孔处套管应力最大,射孔方位角为60°和l40°时射孔处套管应力最大。本文研究结果为优化射孔参数设计提供了重要依据。