基于APDL考慮地層彈性的自由套管段強度分析
【出 處】：
【作 者】：王爾鈞 王鵬 魏安超 徐靖 王瑩瑩
【摘 要】為快速準確地探究地層彈性對自由套管段受力的影響,利用ANSYS軟件及其二次開發語言APDL,開發了一種仿真模擬與數值計算方法。針對自由套管段密閉環空溫度變化導致的環空壓力變化,考慮地層的彈性約束效應,對套管-水泥環-地層組合體進行熱-結構耦合分析,計算了自由套管段的等效應力和徑向位移。研究結果表明:在地層高溫場和內部流體高溫場的聯合作用下,生產套管與水泥環接觸部位容易出現最大應力,尤其是在與水泥環頂端接觸的生產套管內壁處容易出現應力集中現象,建議在該部位增加承力部件以減小應力集中;實際工程中,若套管內部存在壓力作用,建議保留一部分環空壓力,保留壓力范圍應結合套管結構參數、環境溫度和內部流體壓力等參數而確定;在環空泄壓情況下,自由套管段的徑向位移一直增大,其增大趨勢不隨套管是否存在內部流體壓力而改變,表明泄壓過程中自由套管段的直徑在內外壓差作用下逐漸增加;考慮地層彈性使得仿真模擬更加符合實際,從而提高了數值計算的準確性。所得結論可為套管的強度模擬及防止套管失效提供參考。
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