一、残余应力对石油套管承载能力的影响分析（论文文献综述）
方亚威[1]（2020）在《不同温度作用下碳纤维复合材料筋的静力和抗冲击性能研究》文中研究说明采用轻质高强、高耐久的碳纤维复合材料（Carbon-Fiber-Reinforced-Polymers,CFRP）筋替代传统钢筋和钢制拉索用于土木工程,可从根本上解决因钢材锈蚀而引起的结构耐久性不足问题,并满足结构轻量化的需求。但这种高性能材料具有显着的各向异性及温度敏感性,因此,在实际应用前应对CFRP筋的纵、横向力学性能及其温度效应进行深入研究。然而,目前国内外关于CFRP筋力学性能,尤其是考虑温度效应的筋材力学性能的研究尚不全面。鉴于此,本文在国家自然科学基金“CFRP拉索及其锚固系统抗冲击性能研究（51478177）”及国家重点研发计划项目课题“纤维增强复合材料新型结构应用关键技术集成与示范（2017YFC0703008）”的资助下,对CFRP筋静力、抗冲击性能及其温度效应展开了系统研究,为CFRP筋在实际工程中推广和应用提供了理论支撑。本文主要研究内容及成果如下:（1）不同温升历程后CFRP筋轴向拉伸性能试验研究。对经历常温（30°C）、100°C及200°C历程后CFRP筋-活性粉末混凝土（Reactive-Powder-Concrete,RPC）粘结型锚具锚固组装件进行了轴向拉伸试验,检验了该锚固系统的可靠性,测试了温升处理后CFRP筋的弹性模量、拉伸强度、断裂应变及应力-应变关系,明确了温升历程对CFRP筋拉伸性能及其锚固性能的影响,提出了CFRP筋轴拉性能随温升历程的退化函数;基于CFRP整束绞线及其组成单丝的轴向拉伸试验结果,确定了拉伸荷载作用下CFRP绞线内各单丝受力的不均匀性系数。（2）常温下CFRP筋横向静力性能试验研究。通过CFRP筋三点弯曲试验测定了筋材三点弯曲荷载作用下的破坏形态和力学性能;以预张比为试验参数对9组CFRP筋-RPC锚具组装件进行了拉弯耦合加载试验,验证了拉弯耦合作用下RPC粘结型锚固系统的可靠性,研究了预张比对CFRP筋纵、横向极限荷载、横向变形性能以及吸能能力的影响,明确了拉弯耦合作用下CFRP筋的力学性能,建立了拉弯耦合作用下CFRP筋的失效评判准则。（3）不同温度历程后CFRP筋横向静力性能试验研究。通过三点弯曲试验对经历100°C及200°C处理后CFRP筋的抗弯性能进行了试验研究,确定了温升历程对CFRP筋弯曲性能的影响规律;对经历常温（30°C）、100°C及200°C处理后的CFRP筋-RPC锚具组装件进行了拉弯耦合加载试验,明确了温度历程对CFRP筋横向静力性能的作用机理和影响规律,提出了CFRP筋横向静力响应的预测公式,并验证了温升历程后CFRP筋失效准则的适用性。（4）常温下CFRP筋横向抗冲击性能试验研究。基于Charpy摆锤冲击试验,对刚性防护和柔性防护下CFRP棒材筋和绞线筋的断裂韧性进行了评价,提出了CFRP筋抗冲击防护的合理构造形式;采用落锤冲击系统对4组不同预张比CFRP筋-RPC锚固组装件进行了横向低速冲击试验,对比了CFRP筋横向动、静力响应,确定了CFRP筋横向冲击荷载作用下的动态折减系数（Dynamic Reduction Factor,DRF）为0.85,并提出了CFRP筋横向冲击响应预测公式。（5）不同温度下CFRP筋横向抗冲击性能试验研究。针对桥梁缆索承载结构在服役期间遭受的温度作用及可能出现的车辆撞击问题,采用落锤冲击系统对-40～80°C温度下CFRP筋-RPC锚固组装件的横向抗冲击性能进行了试验研究,获得了CFRP筋冲击力、索力、横向位移及吸收能量的时程曲线,对不同温度下CFRP筋抗冲击承载能力和吸能能力进行了评价;基于试验结果获得了CFRP筋横向抗冲击性能的温度影响函数,提出了适用于不同温度下CFRP筋横向冲击响应的预测公式。（6）CFRP筋横向受力性能数值分析。基于ABAQUS有限元分析软件,采用Hashin复合材料失效判据,建立了CFRP筋横向静、动力荷载作用下的数值分析模型,并用试验结果对模型的可行性和有效性进行了验证。采用经验证的数值分析模型,对CFRP筋应力状态和损伤状态进行了全过程分析,明确了CFRP筋横向荷载作用下的损伤失效机理,确定了荷载作用位置、锤头形状以及冲击速度对CFRP筋横向静、动力性能的影响规律。
金春玉[2]（2020）在《考虑复合磨损的弯曲井段套管抗挤强度研究》文中认为近些年来,深井、大位移井、水平井、三维定向井等逐年增多,与常规直井相比较,一方面弯曲井段套管会随着井眼发生弯曲变形,产生弯曲应力和扁化效应,另一方面钻井过程中钻杆还会对套管产生磨损,二者共同作用下会导致弯曲井段套管抗挤强度显着下降,对后续的井筒完整性造成了严重威胁。针对弯曲套管的抗挤强度问题,现有的研究主要集中在考虑弯曲或磨损单一因素影响下的套管抗挤强度研究,综合考虑弯曲、变形及磨损的影响进行套管抗挤强度研究的很少,同时,由于钻杆尺寸变化产生的复合磨损问题也有待进一步研究。针对这些问题,本文进行了考虑复合磨损的弯曲井段套管抗挤强度研究,主要研究内容包括:（1）根据材料力学理论建立了弯曲井段套管力学模型,分析了弯曲对套管抗挤强度的影响,在实际套管抗挤强度公式的基础上,利用Von Mises屈服失效判别准则得出弯曲井段套管抗挤强度公式,为后续研究提供理论基础。（2）根据弯曲套管扁化变形原理,建立了弹塑性套管力学模型,分析了该模型下套管各阶段的极限曲率,推导得到扁化变形后弯曲套管抗挤强度公式,阐明了扁化前后套管抗挤强度随井眼曲率的变化规律,同时分析了弯曲、扁化、井眼曲率、轴向载荷等因素对套管抗挤强度的影响。（3）根据径厚比大的弯曲套管屈曲变形的特点,建立了刚塑性套管模型,分析了套管截面椭圆化变形和压曲褶皱变形的应力应变关系,得到刚塑性套管屈曲变形的临界应力和临界曲率,同时分析了套管径厚比、计算长度等因素对套管临界应力的影响。（4）针对参与磨损的钻杆接头尺寸不同导致月牙磨损形式不同的问题,在单尺寸月牙磨损假设的基础上,建立了复合锐进型月牙磨损和复合钝进型月牙磨损两种几何模型,采用解析法和有限元法分析了复合磨损对套管抗挤强度的影响。同时建立了套管磨损预测模型,阐明了复合磨损对磨损深度、磨损宽度、磨损速度和套管抗挤强度的影响规律。本文通过建立弯曲套管力学模型,综合考虑了弯曲、扁化、屈曲及复合磨损对套管抗挤强度的影响,完善了复合磨损套管截面几何模型,得出了磨损深度、磨损宽度、轴向载荷、井眼曲率等多种因素对弯曲套管抗挤强度的影响机理,丰富了弯曲套管抗挤强度理论,为复杂情况下弯曲套管截面变形机理及强度分析提供了参考依据,为弯曲套管抗挤强度的优化设计提供了理论指导。
朱帅[3]（2019）在《盐膏岩地层中套管载荷及强度安全性分析》文中指出盐膏岩地层中的岩石具有典型的流变特性,围岩塑性变形导致井筒外部载荷变化,威胁套管的强度安全。因此,开展盐膏岩地层中套管载荷及强度安全性分析,为套管程序设计及后续施工参数控制提供依据,具有实际意义。考虑岩石流变特性引起的地应力变化,在传统西原体模型的基础上串联阻尼器对岩石流变特征进行描述,构建出能够反映岩石流变特性的新模型,创新建立了盐膏岩地层中岩石流变本构方程,使用数学极限方法进行方程的准确性判断,使用有限差分法模拟地应力对方程进行验证。基于流变本构方程,得到盐膏岩地层中套管的附加应力;考虑狗腿度、温度、压力及流体密度、粘滞摩阻变化,分析注入工况下盐膏地层中套管的应力,得到地层流变前后套管的等效应力,对比分析了流变前后套管的承载能力;建立了“套管-水泥环-地层”三维有限元模型,分析了盐膏岩地层中套管的应力强度安全性,通过改变模型特征和力学参数,模拟出井筒存在缺陷时的套管应力分布规律。结果表明:建立的流变本构方程和地应力公式计算的水平最大和最小地应力结果误差分别为6%和1.65%。地层流变后作用在套管上的等效应力平均高出流变前13.94%。水泥环弹性模量越大,对套管起到的保护作用越高;套管不居中时易发生扁化;当水泥环缺陷的环向开度为66°,套管上的应力最大;水泥环内壁缺陷对套管强度的影响大于外壁缺陷。本文研究可为盐膏岩地层中的套管关键载荷获取方法及套管的强度安全性分析提供依据。
黄生军[4]（2019）在《基于双剪屈服理论的套管膨胀成形有限元分析》文中提出随着石油天然气资源需求量的与日俱增,国内油气供需关系产生了巨大缺口,寻找并开发油气资源已日趋紧迫。石油勘探开发已迈向深层油藏、超深层油藏、复杂地层油藏以及海洋油藏,使得石油勘探和钻井开采的难度不断增大。等井径钻井技术可以实现无径损钻井,是实现深井和超深井的技术保障,也是钻井技术发展的必然选择。等井径钻井技术的核心是等井径膨胀管技术,而管材的本构及其膨胀成形理论是发展等井径膨胀管技术的理论基础。本文应用双剪屈服理论,通过理论推导、数值分析和试验验证相结合的方法,重点关注成形过程的膨胀推力、成形后的残余应力和变形情况,为等井径膨胀管技术的选材和结构设计提供参考。论文的主要研究工作和相关结论如下:（1）以套管膨胀推力的理论分析为对象,基于双剪屈服理论,推导了不同材料强化模型下的膨胀推力公式,利用有限元对膨胀推力公式进行了确认和验证。结果显示,理想弹塑性模型推导的膨胀推力误差较大,线性硬化模型和幂指数硬化模型的推导公式误差较小,且幂指数硬化模型的推导公式误差小于5%,可认为是正确解。（2）以双剪屈服理论的有限元程序化为目标,基于双剪屈服理论,推导双剪屈服本构模型的张量表达式。应用Fortran语言,利用ABAQUS软件的UMAT子程序开发接口,完成了本构模型的有限元程序化,成功将其嵌入ABAQUS主程序中,通过算例对子程序的准确性进行了验证。（3）以TWIP钢管膨胀成形过程为数值模拟对象,建立二维轴对称有限元模型,应用双剪屈服理论的UMAT子程序,对不同膨胀率下膨胀管成形过程进行模拟。结果表明,成形过程中应力随膨胀率的增加而不断增大,且双剪等效应力云图呈斜条纹状分布,应力最大值在膨胀直径最大的区域。成形后存在较大的残余应力,且随膨胀率的增加而增大,表明了膨胀成形是不均匀变形的过程,且膨胀率越大变形不均匀度越大。膨胀推力随摩擦因数和膨胀率的增加而增大,显示了摩擦因数是控制膨胀力大小的有效参数。而在变形情况中,轴向收缩量和厚度减薄量都随膨胀率的增大而增加,其增长趋势近似呈线性。轴向收缩量随摩擦因素的增大而迅速下降,厚度减薄量随摩擦因素的增大缓慢增加,揭示了摩擦作用对提高金属塑性流动的影响规律。因此增加摩擦因数以提高金属流动性能,可以降低金属流动的不均匀程度。（4）以TWIP钢管膨胀成形为试验对象,完成目标膨胀率为20%的单根TWIP钢膨胀管的膨胀试验。试验结果显示,膨胀管膨胀成形后,管径扩大,壁厚减薄,实际膨胀率达21.02%;而同尺寸的有限元模型,膨胀后实际膨胀率为21.33%,且应用双剪屈服理论计算的膨胀推力比Mises屈服理论计算值更为贴近实验值,前者相对误差在2%左右。膨胀试验验证了双剪屈服理论应用在TWIP钢材料的适用性和合理性。
邓宽海[5]（2018）在《套管非均匀挤毁及修复工作力学研究》文中认为无论是API 5C3还是最新的ISO 10400挤毁模型都不适合用于计算套管在非均匀载荷下的挤毁强度。截止目前,国际上也没有公认的非均匀载荷下套管抗挤强度计算标准,且非均匀载荷下套管力学特性及失效机理尚不够清楚,使得套管抗挤强度难以准确计算及预测,钻井过程中岩盐蠕变、岩层错动、滑移、地层出砂及大型酸化压裂等产生的非均匀载荷极易引发井下套管发生变形及失效,导致国内外大部分油气田套管整形修复工作量不断攀升。为准确预测整形工具修复变形套管所需的机械动力,减少井下卡钻等复杂事故,提高套管修复效率,迫切需要开展变形套管修复的理论和实验研究。为此,本文针对非均匀载荷下套管变形及挤毁失效的现状,采用理论分析、有限元模拟和室内实验三者相结合的方法,结合弹塑性理论、曲梁理论、Hertz接触理论及滑移线理论,对无水泥环和含水泥环套管非均匀挤毁变形规律、失效机理及其修复工作力学问题开展了系统研究,形成了变形套管修复的设计方法及系统评价整形工具修复无水泥环/水泥环变形套管效果的方法,为现场变形套管的修复提供了技术支撑。具体如下:（1）为满足非均匀载荷下套管的实际服役工况,本文基于弹性力学中的曲梁理论建立非均匀集中载荷下套管抗挤强度计算的力学模型,运用解超静定问题的位移法正则方程对该力学模型进行推导和求解,并用对应试验数据对其准确性及可靠性进行验证,该模型可用于预测套管在非均匀载荷下的抗挤强度。（2）基于弹塑性理论和Hertz接触理论及滑移线理论,建立计算旋压滚珠整形器修复变形套管所需整形力的理论力学模型,分析修复过程中套管变形部位单边受均布压力的屈服极限载荷,给出旋压滚珠整形器修复变形套管时整形区域应力场的计算模型,结合旋压滚珠整形器的结构特征及其修复力学特性确定整形力及钻压,并用对应有限元模拟结果及试验数据对其准确性及可靠性进行验证。（3）基于曲梁理论和厚壁筒理论,分别建立计算梨形胀管器修复变形套管所需整形力的理论力学模型,并利用有限元模拟结果和试验数据对力学模型进行优选和验证,分析单次整形量、摩擦系数、梨形胀管器的锥角和定径段长度对整形力的影响规律,结合梨形胀管器的结构特征及其修复力学特性确定整形力及钻压,形成一种变形套管轴向加载及周向变形的力学与动力学分析方法。（4）基于弹塑性理论,建立旋压滚珠整形器和梨形胀管器修复变形套管-水泥环-地层复合材料体系的三维有限元力学模型,模拟研究无水泥环变形套管和含水泥环变形套管的修复力学特性,分析修复过程中变形套管的应力应变规律及径向位移变化规律,计算修复变形套管所需的整形力及修复后变形套管的短轴位移（实际修复量）、长轴位移和套管回弹量,形成一种评价变形套管修复效果的有限元方法。（5）开展含水泥环套管和不含水泥环套管在非均匀集中载荷下的挤毁力学特性实验,测试研究套管在非均匀载荷下的强化特性、应力应变规律、径向位移变化规律及挤毁失效机理,分析水泥环对套管非均匀挤毁力学特性的影响规律,为变形套管修复测试研究提供理论支撑。（6）采用自主研发的套管修复测试装置及方法,开展旋压滚珠整形器修复含水泥环变形套管和不含水泥环变形套管的实验,测试研究旋压滚珠整形器修复变形套管的力学特性,分析有/无水泥环及其损伤程度对修复变形套管所需的整形力和扭矩、修复过程中套管的变形规律及修复后整形工具损伤的影响规律,计算旋压滚珠整形器修复无水泥环变形套管和含水泥环变形套管所需的整形力和扭矩、修复后变形套管的最终整形量和回弹量,评价整形前后旋压滚珠整形器和变形套管的力学特性,优化设计整形工具的结构参数,并利用实验数据验证套管修复的理论模型和有限元模型,形成一种评价旋压滚珠整形器修复效果的实验方法。（7）开展梨形胀管器修复含水泥环变形套管和不含水泥环变形套管的实验,测试研究梨形胀管器修复变形套管的力学特性,分析水泥环对修复变形套管所需的整形力、修复过程中套管的变形规律及修复后整形工具损伤的影响规律,计算梨形胀管器修复无水泥环变形套管和含水泥环变形套管所需的整形力、修复后变形套管的最终整形量和回弹量,评价整形前后梨形胀管器和变形套管的力学特性,利用实验数据验证和优选套管修复的理论模型和有限元模型,形成一种评价梨形胀管器修复效果的实验方法。本文建立的非均匀集中载荷下套管抗挤强度预测模型,其准确性和可靠性得到了试验数据的验证,可为复杂环境下套管强度设计提供理论参考;建立的旋压滚珠整形器和梨形胀管器修复变形套管所需整形力的理论及有限元力学模型,其准确性和可靠性得到了实验数据的验证,可用于预测变形套管修复所需的整形力及钻压和整形后套管的变形规律,对实际变形套管修复的参数设计具有重要参考价值;最后,基于理论分析、有限元模拟及室内实验形成了系统评价整形工具修复变形套管效果的方法。
韩梦天[6]（2018）在《实体膨胀管膨胀过程有限元模拟与分析》文中提出近年来,为了达到地质避水的目的,塔河油田在施工过程中就将侧钻点提高到泥岩地层。而泥岩地层又容易引起井壁失稳,为了解决造斜段泥岩井壁垮塌问题,传统的解决方式采用增加套管的层次。下入常规套管会导致完井井眼尺寸无法满足生产的需要。采用实体膨胀管技术稳定容易垮塌的泥岩井段,以达到增大完井井眼尺寸的目的。实体膨胀管在施工过程中,需要了解膨胀套管所需要的膨胀力,有必要研究膨胀速度、膨胀管材料力学性质、膨胀工具结构参数等因素对膨胀力的影响,为制定合理的膨胀参数提供理论依据。本论文根据塔河油田实际的现场施工作业情况,利用弹塑性力学,建立了实体膨胀管有限元动力学分析模型,采用了中心差分法,在考虑边界条件后,对系统进行了求解,模拟并分析了膨胀率、屈服强度、井眼曲率、膨胀锥角、膨胀速度、摩擦系数等因素对实体膨胀管膨胀力的影响,研究了膨胀后的实体膨胀管的几何参数、残余应力对膨胀后套管强度的影响。根据塔河油田实体膨胀管现场作业参数,将理论模型与实测数据进行了对比,验证了模型的合理性。研究结果表明,实体膨胀管在膨胀过程初期,最大等效应力发生套管内璧处,随着膨胀锥的移动,在套管膨胀后期,其等效应力减小,最后只剩下残余应力。实体膨胀管膨胀过程需要的膨胀力会随着井眼曲率、套管膨胀率、摩擦系数、材料屈服强度等参数的升高而升高。通过优化膨胀锥的角度,能够使套管和膨胀锥之间产生的摩擦力大幅度降低,膨胀锥的角度通常在10°附近所需的膨胀力最小。膨胀速度对实体膨胀管膨胀过程的各参数变化影响较小。通过分析实体膨胀管膨胀后的残余应力及其套管抗挤强度的影响因素,采用有限元法对实体膨胀管膨胀后的抗挤强度进行了仿真。实体膨胀管膨胀后的抗挤强度主要受残余应力的影响,壁厚不均度与套管不圆度也会影响实体膨胀管膨胀后的抗挤强度。实体膨胀管发生不均匀变形且残余应力较大的情况下,实体膨胀管的抗挤强度会大幅度减小。本论文的研究结果对实体膨胀管技术的现场应用提供了可靠的理论支持。
苟如意[7]（2018）在《高速涡轮钻具推力轴承的混合润滑和表面损伤研究》文中研究指明涡轮钻具向着高速、高效、小直径的方向发展,要求涡轮钻具推力轴承在高速、重载、高温、钻井液润滑的恶劣工况下可靠运转,使得高速涡轮钻具推力轴承的设计制造面临严峻挑战。本文通过流场分析,揭示了不同结构形式的推力轴承中,钻井液固相体积分数的分布规律;通过热力耦合分析,求解了不同接触形式下轴承表面的温度场分布,并分析了钻井工况对轴承温升的影响。通过建立钻井液混合润滑模型,分析了涡轮钻具点接触推力轴承的混合润滑性能,得出了钻井液非牛顿特性、轴承表面粗糙峰和椭圆率对钻井液润滑膜厚、压力、温升的影响规律。通过建立表面压痕和表面疲劳的有限元模型,得到了轴承表面压痕的形成规律和轴承表面的疲劳使用因子。主要的研究内容如下:针对三种典型的高速涡轮钻具推力轴承,基于钻井液两相流动理论,建立了单个钢球的流体域分析模型,分析了钻井液参数对固相颗粒沉积的影响规律,为钻井液固相颗形成表面压痕提供了分析基础。在建立井底温度场模型的基础上,基于热力耦合理论,进行了点接触推力球轴承和面接触推力滑动轴承的热力耦合分析,分析了轴向载荷和转速对轴承温升的影响,得出了轴承表面温升对涡轮钻具轴向载荷更加敏感,涡轮钻具推力轴承在应用过程中应当严格控制轴向载荷,为推力轴承在现场中的应用提供了理论基础。建立了幂律型钻井液润滑下的点接触混合润滑模型,利用数值计算方法,研究了构造粗糙表面、高斯粗糙表面对混合润滑特性的影响,得到了轴承滑滚比、椭圆率、表面纹理方向对钻井液油膜厚度、压力和温升的影响规律。通过钻井液润滑下点接触推力轴承的混合润滑行为研究,揭示了钻井液油膜承载能力、润滑特性和润滑失效的机理,为钻井时控制涡轮钻具转速,避免推力轴承处于干摩擦,建立有效的混合润滑油膜,提高钻井液润滑效率提供了理论依据。通过现场试验,得到高速涡轮钻具推力轴承表面的压痕形式。基于弹塑性压入理论,建立了钻井液固相颗粒对轴承表面的压痕的计算模型,运用有限元法进行了轴承表面压痕的参数化分析。通过球形固相颗粒的塑性变形、轴承表面的塑性应变、应力和材料推挤现象,表征了钻井液固相颗粒形状、材料对轴承表面压痕的影响,并分析了轴承表面摩擦系数对表面压痕形状的影响规律。通过现场试验,得到高速涡轮钻具推力轴承表面的疲劳裂纹形式。基于累积疲劳损伤理论和Dang Van应力评价方法,建立了轴承表面疲劳分析模型,运用有限元方法分析了无压痕和带压痕的轴承表面的疲劳使用因子,得到了表面硬化层厚度、钢球半径、表面压痕对轴承表面疲劳的影响规律,为涡轮钻具推力轴承表面疲劳的评价提供了一种新方法。
王胜昆[8]（2018）在《TWIP钢等井径膨胀管及其螺纹接头的成形性能研究》文中提出随着石油资源日益匮乏,深井、超深井成为石油开采的主战场。等井径膨胀套管钻井技术可以实现内径无损失钻井,是钻井技术发展的终极目标。作为该技术中的关键环节,膨胀管螺纹接头结构完整性和选材是制约该技术发展的主要难点。等井径膨胀管螺纹接头在膨胀成形后易发生断裂和泄漏,具备高强度、低屈强比和大延伸率优点的孪生诱发塑性钢（TWIP钢）已经成为等井径膨胀管的选材趋势。以TWIP钢等井径膨胀套管螺纹接头为研究对象,通过数值分析,理论推导和现场试验相结合的方法,重点关注成形过程中的膨胀推力、成形后残余应力和力学性能问题,为工程实际提供理论参考。论文的主要研究工作和相关结论如下:（1）以TWIP钢膨胀管膨胀推力为研究对象,基于单一曲线假设和Mises流动准则,推导理想刚塑性材料和线性强化刚塑性材料力学简化模型下的膨胀推力公式,并把公式结果和有限元结果进行对比。结果表明,膨胀推力随膨胀锥角和摩擦系数的增大而增大,两种材料模型求得的膨胀推力差值与膨胀率呈线性正相关,且线性强化刚塑性材料膨胀推力公式在膨胀率为10%、15%、20%和25%的情况下,具有较高的可靠性。（2）以TWIP钢膨胀管螺纹接头为研究对象,利用试验数据拟合出不同强化模型参数,观察不同强化模型下螺纹接头膨胀成形过程中的力学行为。结果表明,在膨胀成形后螺纹接头内部有较大残余应力,且会在螺纹啮合处出现应力集中现象。相比随动强化模型,等向强化模型下壁厚减薄量较小,轴向减缩量较大,回弹量较小,残余应力较大,这是因为等向强化模型只考虑屈服面增大忽略屈服面位移。螺纹接头在膨胀成形之后会发生变形失调,接触状态恶化等现象,且随动强化模型中大膨胀率下螺纹接头变形失调的情况尤为严重。此外,考虑包辛格效应的混合强化模型和随动强化模型在极限载荷方面与等向强化模型呈现出不同的变化规律。（3）以TWIP钢膨胀管为研究对象,进行20%膨胀率下的膨胀成形试验。结果表明,成形过程中在膨胀锥经过螺纹接头时膨胀推力有小幅波动。膨胀管成形后内径扩大,壁厚减薄,显微硬度和强度显着增加,且仍保留较好的塑性和韧性,具有较好的力学性能。TWIP钢管微观组织为奥氏体,晶粒间有退火孪晶,膨胀成形之后奥氏体晶粒内部有大量形变孪晶出现,均匀变形能力变差,加工硬化速率下降。
王宇[9]（2017）在《膨胀套管螺纹力学性能研究及特殊螺纹设计》文中进行了进一步梳理在油气勘探开发的过程中,存在大量的深井、超深井和具有复杂地层的特殊井,下入套管的层次随着井深的增加而不断增加,导致井眼直径不断缩小,后续作业空间不足;为了有效降低井眼缩小带来的损失,为后续作业提供较大的空间,便产生了膨胀套管技术,其原理是通过膨胀锥对膨胀套管在井下以冷挤扩张的方式进行径向膨胀,达到扩大井眼的目的,使其直径扩大到满足工程需求的尺寸;该技术的缺点是膨胀套管螺纹在膨胀过程中经常发生严重的变形,导致螺纹的连接强度降低和密封性能破坏。当膨胀套管螺纹连接遭到破坏后,会带来或加重腐蚀,使油气井作业产生不可估量的损失,由此可见,膨胀套管螺纹连接是膨胀套管技术的重中之重,提高膨胀套管螺纹膨胀后的连接强度和密封性能是目前膨胀套管技术中亟待解决的问题。本文将针对该问题对膨胀套管螺纹的力学性能进行深入研究,从腐蚀工况下材料模型的建立、膨胀率对螺纹的影响等方面进行分析,设计出能提高螺纹连接强度和密封性能的特殊膨胀套管螺纹。具体研究内容有:（1）对膨胀套管螺纹进行力学性能参数实验研究。对现场腐蚀失效的套管进行宏观和微观分析,从宏观上观察获得套管的主要腐蚀形态,对腐蚀严重的部分进行微观分析;通过扫描电镜观察腐蚀范围、腐蚀坑等,通过能谱分析得到腐蚀的主要产物,分析套管腐蚀发生的主要因素,并通过室内试验配比腐蚀液;最后利用高温高压釜对套管材料进行腐蚀实验,将腐蚀前后的试样作拉伸实验,获得失重率与材料屈服强度和抗拉强度之间的关系。（2）基于材料不同失重率下的力学性能参数,建立膨胀套管整体的腐蚀性材料模型。将实验所得的膨胀套管非螺纹和螺纹部分力学参数输入膨胀套管腐蚀性模型,利用腐蚀性材料模型对膨胀套管以及螺纹进行膨胀前的极限安全评定,验证腐蚀性材料模型的合理性与适用性。（3）从理论上推导膨胀套管螺纹的残余接触压力公式,研究膨胀套管的膨胀准则。从膨胀套管公母螺纹的接触出发,基于弹塑性力学理论,分析膨胀套管螺纹在膨胀后公母螺纹之间的接触压力;以腐蚀性材料模型为基础,对套管的膨胀作业进行力学行为研究,提出腐蚀工况下套管膨胀作业的三级膨胀指标。（4）研究膨胀套管防腐和膨胀套管螺纹保护措施。选取膨胀套管的最佳防腐材料,基于防腐和抗压的双重要求,对双金属膨胀套管的成型力学行为进行研究,分析双金属膨胀套管外层的材料参数范围,以及在进行复合作业时内外层之间应设置的初始间隙;借鉴双金属膨胀套管的成型理论,设计膨胀套管螺纹保护装置自身的最优尺寸,以及螺纹保护装置与套管的最佳配合尺寸。（5）针对膨胀套管膨胀后螺纹连接强度和密封性能降低的问题,设计膨胀套管的三级特殊螺纹。首先针对螺纹膨胀后连接强度降低的问题设计变距螺纹;然后针对密封性能降低的问题设计间隙螺纹;最后综合考虑膨胀作业工况,设计满足膨胀套管需求的三级特殊螺纹,既能提高膨胀后螺纹的连接强度,又能保证膨胀后螺纹的密封性能,并在膨胀套管膨胀前后均可满足使用要求;对设计的三级特殊螺纹齿形进行优化,研究膨胀套管的最佳三级特殊螺纹型号。本文腐蚀性材料模型的建立方式,也适用于腐蚀性工况下的其它井下管柱,对腐蚀工况下管柱的力学分析具有较强的理论指导意义;提出的三级膨胀指标,对现场的膨胀作业具有指导性意义;设计的特殊螺纹中,变距螺纹不但可以运用于套管,还可以运用于油管、钻杆等,对井下管柱的螺纹设计具有较好的工程应用价值。
罗诗雨[10]（2017）在《含腐蚀缺陷套管的极限强度研究》文中研究指明随着钻井技术的发展,深井、超深井、复杂地层井、含腐蚀介质油气井的探勘开发越来越广泛,随之而来的是套管的损坏率也日益提高,它不仅会给施工带来巨大的经济损失,还会极大降低油气井的开采寿命。根据机械作用和化学作用的特征,将套管的损坏分成错断、拉断、挤压以及腐蚀这四种类型。其中腐蚀套管的安全问题,已成为制约石油天然气高效开发、利用的关键因素之一。因此油气井套管腐蚀机理及其安全评价必将成为长远、高效开采石油天然气过程中一个不可回避的难点。目前,国内外研究学者对油气井的套管腐蚀问题做了一些卓有成效的研究,但主要集中在套管腐蚀的预防与控制方面,而关于套管腐蚀后的适用性评价研究成果鲜有报道,广泛应用的腐蚀预防和控制措施只能减缓而无法避免套管腐蚀,所以对在役油气井腐蚀套管的安全性评价至关重要。因此本文就是针对含腐蚀缺陷的套管的复杂性,基于弹塑性力学理论、有限元方法和可靠性分析研究腐蚀套管的强度变化规律并建立腐蚀套管的安全评价准则,以期为我国石油天然气资源的高效、长远利用提供科学依据。本文主要从以下几个方面进行研究:（1）调研国内外油气井套管的腐蚀损坏情况以及对套管极限强度的研究情况,并收集整理国内外油气井套管研究背景和相关进展。（2）介绍套管的腐蚀机理,对引起套管损坏的腐蚀因素进行分析,分析腐蚀物浓度、速率、温度、各种阴、阳离子对腐蚀速率的影响;调研国内外现有的腐蚀套管剩余强度的评价方法,并针对相关准则做出相应分析。（3）根据GB/T19624-2004在用含缺陷压力容器安全评定标准,总结出服役套管腐蚀不规则形貌规则化处理的方法,并基于该方法和API套管强度计算理论,通过理论计算与数值仿真计算的对比验证,建立含缺陷套管的精确三维数值仿真模型,为油气井腐蚀套管的安全性评价提供一套新的计算方法;同样基于API套管强度计算理论,利用ANSYS有限元计算方法,计算得出不同情况下腐蚀套管的抗挤强度和抗内压强度;并通过大量的数值仿真计算,建立不同情况下腐蚀套管的抗挤,抗内压强度计算公式,为套管在现场实际的安全应用提供理论依据。（4）基于套管腐蚀缺陷的规则化处理方法和热固耦合单元的理论,建立了含椭球型缺陷套管-水泥环-地层组合系统、含穿透型缺陷套管-水泥环-地层组合系统的三维有限元模型,并通过正交试验设计方法安排试验,结合有限元方法计算了 P1 10、N80、TP90H三种钢级套管在不同工况下的Von mises应力。通过大量的仿真分析和正交试验的极差分析法分别研究了两种腐蚀缺陷下的套管的单个腐蚀缺陷尺寸参数、轴向力、内压力、地应力、温度对套管剩余强度的影响,找出了影响套管剩余强度的主要因素和次要因素,为今后在腐蚀环境下服役的套管的设计与施工提供了可靠的参考建议。（5）结合以上大量的数据分析研究,利用matlab数学软件,经过大量的尝试和验证,分别拟合出含椭球型腐蚀缺陷套管-水泥环-地层系统、含穿透型腐蚀缺陷套管-水泥环-地层系统的最大米塞斯应力的函数预测公式,为工程实际应用提供理论基础。
二、残余应力对石油套管承载能力的影响分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、残余应力对石油套管承载能力的影响分析（论文提纲范文）
（1）不同温度作用下碳纤维复合材料筋的静力和抗冲击性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 CFRP材料性能及应用 |
| 1.2.1 CFRP材料构成及特点 |
| 1.2.2 CFRP筋材及其主要工程应用 |
| 1.3 轴向拉伸及横向力学性能研究现状 |
| 1.3.1 不同温度作用下轴向拉伸性能 |
| 1.3.2 不同温度作用下横向静力性能 |
| 1.3.3 不同温度作用下横向抗冲击性能 |
| 1.3.4 复合材料失效准则 |
| 1.4 本文研究目的、意义及内容 |
| 1.4.1 研究目的和意义 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第2章 不同温升历程后CFRP筋的轴向拉伸性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验概况 |
| 2.2.1 试验材料 |
| 2.2.2 试件设计及制作 |
| 2.2.3 试验装置及方法 |
| 2.3 试验结果与分析 |
| 2.3.1 破坏形态 |
| 2.3.2 主要结果 |
| 2.3.3 CFRP绞线筋丝间的应力分布 |
| 2.4 经历温升历程后的性能指标 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 常温下CFRP筋的横向静力性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 三点弯曲试验 |
| 3.2.1 试件设计 |
| 3.2.2 试验装置及方法 |
| 3.2.3 试验结果与分析 |
| 3.3 拉弯耦合加载试验 |
| 3.3.1 试件设计 |
| 3.3.2 试验装置及方法 |
| 3.3.3 试验结果与分析 |
| 3.4 拉弯耦合作用下失效准则 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 不同温度历程后CFRP筋的横向静力性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 温升历程后三点弯曲试验 |
| 4.2.1 试件设计 |
| 4.2.2 试验装置及方法 |
| 4.2.3 试验结果 |
| 4.3 温升历程后拉弯耦合加载试验 |
| 4.3.1 试件设计 |
| 4.3.2 试验装置及方法 |
| 4.3.3 试验结果与分析 |
| 4.4 理论分析模型及失效准则 |
| 4.4.1 理论分析模型 |
| 4.4.2 失效准则 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 常温下CFRP筋的横向抗冲击性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Charpy摆锤冲击试验 |
| 5.2.1 试验概况 |
| 5.2.2 CFRP棒材筋试验结果与分析 |
| 5.2.3 CFCC绞线筋试验结果与分析 |
| 5.3 横向落锤冲击试验 |
| 5.3.1 试验概况 |
| 5.3.2 试验结果与分析 |
| 5.3.4 CFRP单丝及整束筋抗冲击性能 |
| 5.3.5 动态折减系数 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 不同温度下CFRP筋的横向抗冲击性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 试验概况 |
| 6.2.1 试件设计 |
| 6.2.2 试验装置及方法 |
| 6.3 试验结果与分析 |
| 6.3.1 破坏形态 |
| 6.3.2 冲击力时程 |
| 6.3.3 冲击力位移关系 |
| 6.3.4 纵向索力时程 |
| 6.3.5 吸能能力 |
| 6.4 温度效应函数 |
| 6.4.1 温度效应评价 |
| 6.4.2 冲击响应预测 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 CFRP筋横向受力性能数值分析 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 复合材料本构与失效准则 |
| 7.2.1 复合材料本构模型 |
| 7.2.2 复合材料失效判据 |
| 7.3 CFRP筋横向静力性能有限元分析 |
| 7.3.1 ABAQUS复合材料失效准则及材料退化方案 |
| 7.3.2 模型建立 |
| 7.3.4 模型验证 |
| 7.3.5 参数分析 |
| 7.4 CFRP筋横向抗冲击性能有限元分析 |
| 7.4.1 模型建立 |
| 7.4.2 模型验证 |
| 7.4.3 参数分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 结论与建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读博士学位期间参加的科研项目和发表的学术论文 |
（2）考虑复合磨损的弯曲井段套管抗挤强度研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 创新点摘要 |
| 第一章 前言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 套管抗挤强度国内外研究现状 |
| 1.2.2 弯曲套管抗挤强度国内外研究现状 |
| 1.2.3 考虑磨损的套管抗挤强度国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 弯曲对套管抗挤强度的影响研究 |
| 2.1 实际套管抗挤强度计算方法研究 |
| 2.1.1 API抗挤强度计算理论 |
| 2.1.2 实际套管抗挤强度计算方法 |
| 2.2 弯曲井段套管力学模型的建立 |
| 2.2.1 弯曲井段套管模型假设 |
| 2.2.2 弯曲井段套管载荷分析 |
| 2.3 弯曲对套管抗挤强度的影响算例分析 |
| 2.4 弯曲对套管抗挤强度的影响有限元分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 弹塑性扁化变形的弯曲套管抗挤强度研究 |
| 3.1 套管弯曲的极限曲率研究 |
| 3.1.1 弹性阶段Ⅰ级极限曲率 |
| 3.1.2 弹塑性阶段Ⅱ级极限曲率 |
| 3.1.3 扁化阶段Ⅲ级极限曲率 |
| 3.2 弯曲套管弹塑性扁化变形力学模型 |
| 3.2.1 弯曲套管截面周向应变分析 |
| 3.2.2 弯曲套管轴向应变分析 |
| 3.2.3 弯曲套管轴向应力与周向应力分析 |
| 3.2.4 基于最小势能原理的井眼曲率与扁化率关系分析 |
| 3.3 弹塑性扁化变形的弯曲套管抗挤强度理论分析 |
| 3.4 弹塑性扁化变形的弯曲套管抗挤强度算例分析 |
| 3.4.1 考虑扁化变形的弯曲套管抗挤强度与井眼曲率的关系 |
| 3.4.2 弯曲套管扁化前后抗挤强度对比分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 刚塑性屈曲变形的弯曲套管抗挤强度研究 |
| 4.1 刚塑性弯曲套管屈曲椭圆化变形分析 |
| 4.1.1 Long-Yuan Li模型 |
| 4.1.2 Tomasz Wierzbicki塑性模型 |
| 4.1.3 弯曲套管截面塑性椭圆化模型 |
| 4.2 刚塑性弯曲套管屈曲褶皱变形分析 |
| 4.3 刚塑性屈曲变形的套管临界应力研究 |
| 4.3.1 长度效应下的套管临界应力研究 |
| 4.3.2 套管失稳损坏与径厚比的关系分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 复合磨损弯曲套管抗挤强度研究 |
| 5.1 复合磨损几何模型 |
| 5.1.1 模型的选取 |
| 5.1.2 单尺寸月牙形磨损几何模型 |
| 5.1.3 复合锐进型月牙磨损几何模型 |
| 5.1.4 复合钝进型月牙磨损几何模型 |
| 5.2 复合磨损套管抗挤强度计算模型 |
| 5.2.1 套管偏心圆筒模型 |
| 5.2.2 考虑弯曲扁化的实际套管模型 |
| 5.3 复合磨损套管抗挤强度有限元分析 |
| 5.3.1 有限元模型 |
| 5.3.2 复合磨损对套管抗挤强度的影响 |
| 5.3.3 井眼曲率对套管抗挤强度的影响 |
| 5.3.4 轴向载荷对套管抗挤强度的影响 |
| 5.4 套管磨损预测方法研究 |
| 5.4.1 套管磨损预测模型 |
| 5.4.2 复合磨损深度预测 |
| 5.4.3 复合磨损宽度预测 |
| 5.4.4 复合磨损套管抗挤强度预测 |
| 5.5 应用实例 |
| 5.5.1 基础数据 |
| 5.5.2 磨损前后套管抗挤安全系数 |
| 5.5.3 推荐套管最大井眼曲率分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 建议与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（3）盐膏岩地层中套管载荷及强度安全性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 本文研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 流变本构模型的研究进展 |
| 1.2.2 盐岩地层的力学特性研究现状 |
| 1.2.3 套管承载性能研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 本文的创新点 |
| 第二章 盐膏岩地层岩石力学性质分析 |
| 2.1 盐膏岩地层岩石流变特性研究 |
| 2.1.1 岩石流变基本模型介绍 |
| 2.1.2 岩石流变本构关系 |
| 2.2 盐膏岩地层地应力及数值模拟 |
| 2.2.1 原始地层地应力计算 |
| 2.2.2 模型的建立及分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 盐膏岩地层中套管载荷分析 |
| 3.1 井下套管载荷分析 |
| 3.2 井下套管应力分析 |
| 3.3 弯曲套管抗挤强度力学模型及理论 |
| 3.4 不考虑地层流变作用的套管等效应力分析 |
| 3.4.1 弯曲套管剩余强度分析 |
| 3.4.2 井筒摩阻及内外压分析 |
| 3.4.3 不同井深处套管轴向拉应力和弯曲应力分析 |
| 3.4.4 不同井深处套管轴向应力、径向应力和环向应力分析 |
| 3.4.5 不同井深处套管等效应力分析 |
| 3.5 考虑地层流变作用的套管等效应力分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 盐膏岩地层中套管强度数值模拟分析 |
| 4.1 套管力学模型的建立及理论 |
| 4.2 非均匀载荷作用下水泥环性质对套管承载能力的影响 |
| 4.3 非均匀载荷作用下套管偏心对套管承载能力的影响 |
| 4.4 非均匀载荷作用下固井水泥环缺陷对套管承载能力的影响 |
| 4.4.1 水泥环不同环向开度缺陷对套管承载能力的影响 |
| 4.4.2 水泥环不同缺陷深度对套管承载能力的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
（4）基于双剪屈服理论的套管膨胀成形有限元分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 膨胀管技术研究现状 |
| 1.2.2 双剪屈服研究现状 |
| 1.3 主要研究方法及内容 |
| 第二章 基于双剪屈服条件的弹塑性理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 单元体的应力状态 |
| 2.3 屈服函数 |
| 2.4 常用的屈服条件 |
| 2.4.1 单剪屈服条件 |
| 2.4.2 双剪屈服条件 |
| 2.4.3 三剪屈服条件 |
| 2.5 厚壁圆筒的弹塑性分析 |
| 2.5.1 弹性阶段 |
| 2.5.2 弹塑性阶段 |
| 2.5.3 塑性极限分析 |
| 2.6 套管稳态膨胀成形分析 |
| 2.6.1 材料简化模型 |
| 2.6.2 套管膨胀推力分析模型 |
| 2.6.3 套管所需膨胀推力分析 |
| 2.6.4 膨胀推力影响因素分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 双剪屈服本构模型的建立及其有限元实现 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 本构模型的基本条件 |
| 3.2.1 屈服条件 |
| 3.2.2 硬化规律 |
| 3.2.3 塑性势函数 |
| 3.2.4 流动法则 |
| 3.3 弹塑性本构模型 |
| 3.3.1 弹性刚度矩阵 |
| 3.3.2 弹塑性刚度矩阵 |
| 3.3.3 双剪屈服角点处理 |
| 3.4 实现UMAT子程序 |
| 3.4.1 试探应力及应力状态 |
| 3.4.2 加卸载及比例因子 |
| 3.4.3 应力及应变更新 |
| 3.4.4 UMAT实现流程 |
| 3.4.5 UMAT程序接口 |
| 3.5 UMAT程序结构 |
| 3.6 UMAT子程序验证 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 套管膨胀成形的数值模拟与试验验证 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 有限元模型 |
| 4.2.1 几何模型及网格划分 |
| 4.2.2 材料属性 |
| 4.2.3 载荷与边界条件 |
| 4.2.4 沙漏控制 |
| 4.3 有限元模拟结果与讨论 |
| 4.3.1 膨胀应力 |
| 4.3.2 残余应力 |
| 4.3.3 膨胀推力 |
| 4.3.4 塑性流动 |
| 4.4 膨胀管膨胀试验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（5）套管非均匀挤毁及修复工作力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 问题研究的工程背景和目的及意义 |
| 1.1.1 油气井套损现状 |
| 1.1.2 研究目的及意义 |
| 1.2 油气井套管挤毁强度研究现状 |
| 1.2.1 均匀载荷下套管抗挤强度研究现状 |
| 1.2.2 非均匀载荷下套管抗挤强度的研究现状 |
| 1.2.3 磨损套管抗挤强度的研究现状 |
| 1.3 变形套管修复技术的研究现状 |
| 1.3.1 套损原因及机理研究现状 |
| 1.3.2 变形套管检测技术 |
| 1.3.3 变形套管修复技术及研究现状 |
| 1.3.4 变形套管修复产生的二次损伤研究现状 |
| 1.4 论文的理论方法、研究内容及技术思路 |
| 1.5 主要创新点 |
| 第2章 非均匀载荷下套管抗挤强度计算新模型研究 |
| 2.1 非均匀载荷的危害及案例分析 |
| 2.2 套管抗挤强度计算模型的建立 |
| 2.2.1 第一部分求解 |
| 2.2.2 第二部分求解 |
| 2.3 抗挤强度计算模型的分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 非均匀载荷下套管抗挤力学特性测试 |
| 3.1 套管力学特性测试的总体方案 |
| 3.1.1 管材和设备 |
| 3.1.2 挤毁测试步骤 |
| 3.2 无水泥环套管非均匀抗挤力学特性测试结果及分析 |
| 6.2.1 第一根P110SS套管非均匀挤毁测试结果及分析 |
| 6.2.2 无水泥环套管非均匀挤毁测试小结 |
| 3.3 含水泥环套管的非均匀抗挤力学特性测试结果 |
| 3.3.1 第二根含水泥环套管的测试结果 |
| 3.3.2 水泥环套管非均匀挤毁测试小结 |
| 3.4 非均匀挤毁测试结果的对比分析 |
| 3.5 非均匀屈服挤毁理论值与试验数据的对比 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 修复套管所需整形力的理论研究 |
| 4.1 旋压滚珠整形器修复套管所需整形力的理论研究 |
| 4.1.1 基于Hertz接触理论的套管应力分析 |
| 4.1.2 基于滑移线理论的套管应力分析 |
| 4.2 梨形胀管器修复套管所需整形力的理论研究 |
| 4.2.1 基于曲梁理论的模型建立 |
| 4.2.2 基于厚壁筒理论的模型建立 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 旋压滚珠整形器修复变形套管的有限元模拟 |
| 5.1 旋压滚珠整形器的工作原理 |
| 5.2 有限元建模基本参数的确定 |
| 5.2.1 水泥石的单轴三轴压缩试验 |
| 5.2.2 套管的单轴拉伸试验 |
| 5.3 126mm整形器修复水泥环变形套管的有限元模拟 |
| 5.3.1 有限元模型的建立 |
| 5.3.2 有限元模拟结果及分析 |
| 5.3.3 围压下126mm整形器修复变形套管的有限元模拟结果 |
| 5.4 133mm整形器修复水泥环变形套管的有限元模拟 |
| 5.4.1 有限元模型的建立 |
| 5.4.2 有限元模拟结果及分析 |
| 5.4.3 围压下133mm整形器修复变形套管的有限元模拟结果 |
| 5.5 126mm整形器修复无水泥环变形套管的有限元模拟 |
| 5.5.1 有限元模型的建立 |
| 5.5.2 无围压的有限元模拟结果及分析 |
| 5.5.3 有围压的有限元模拟结果 |
| 5.6 129mm整形器修复无水泥环变形套管的有限元模拟 |
| 5.6.1 无围压的有限元模拟结果及分析 |
| 5.6.2 有围压的有限元模拟结果 |
| 5.7 有限元模拟小结 |
| 5.8 有限元模拟值与理论计算值的对比 |
| 5.9 本章小结 |
| 第6章 梨形胀管器修复变形套管的有限元模拟 |
| 6.1 梨形胀管器的工作原理 |
| 6.2 梨形胀管器修复水泥环变形套管的有限元模拟 |
| 6.2.1 有限元模型的建立 |
| 6.2.2 有限元模拟结果及分析 |
| 6.3 梨形胀管器修复无水泥环变形套管的模拟结果 |
| 6.4 有限元模拟小结 |
| 6.5 有限元模拟值与理论计算值的对比 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 变形套管修复力学特性的测试研究 |
| 7.1 旋压滚珠整形器修复力学特性测试研究 |
| 7.1.1 整形器的基本结构 |
| 7.1.2 旋压滚珠整形器修复试验方案 |
| 7.1.3 无水泥环套管修复测试研究 |
| 7.1.4 水泥环套管修复测试研究 |
| 7.1.5 测试结果的对比分析 |
| 7.1.6 试验小结 |
| 7.2 梨形胀管器修复力学特性测试研究 |
| 7.2.1 梨形胀管器基本结构 |
| 7.2.2 梨形胀管器修复试验方案 |
| 7.2.3 无水泥环套管修复试验结果 |
| 7.2.4 含水泥环套管修复试验结果 |
| 7.2.5 试验结果的对比分析 |
| 7.2.6 试验小结 |
| 7.3 套管整形前后力学性能评价 |
| 7.3.1 C110套管整形前后力学性能评价 |
| 7.3.2 P110SS套管修复前后力学性能评价 |
| 7.4 旋压滚珠整形器与梨形胀管器修复效果的对比 |
| 7.5 本章小结 |
| 第8章 理论与模拟值及试验数据的对比 |
| 8.1 旋压滚珠整形器的理论值与模拟值及试验数据的对比 |
| 8.1.1 理论值与模拟值的对比及分析 |
| 8.1.2 模拟值与试验数据的对比及分析 |
| 8.1.3 理论值与模拟值及试验值的综合对比 |
| 8.2 梨形胀管器整形力理论及模拟值与试验数据的对比 |
| 8.2.1 理论值与模拟值的对比及分析 |
| 8.2.2 模拟值与试验数据的对比及分析 |
| 8.2.3 理论值与模拟值及试验值的综合对比 |
| 第9章 结论及建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表的论文及科研成果 |
（6）实体膨胀管膨胀过程有限元模拟与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究目的及意义 |
| 1.2 实体膨胀管技术概述 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.3.3 国内外应用实例 |
| 1.4 研究方法及主要内容 |
| 1.4.1 研究方法与研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 实体膨胀管膨胀力计算模型的建立 |
| 2.1 材料的弹塑性理论 |
| 2.2 膨胀力的影响因素 |
| 2.3 膨胀力计算公式的推导 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 实体膨胀管有限元动力学模型的建立 |
| 3.1 实体膨胀管力学行为有限元分析基本理论 |
| 3.1.1 虚功原理 |
| 3.1.2 有限元方程 |
| 3.2 实体膨胀管弹塑性有限元动力学模型 |
| 3.2.1 物体构型描述 |
| 3.2.2 大变形中物体应变张量的描述 |
| 3.2.3 大变形中物体应力张量的描述 |
| 3.2.4 大变形中物体应力变化率的描述 |
| 3.2.5 物体大变形弹塑性本构方程的建立 |
| 3.2.6 实体膨胀管膨胀过程动态力学模型的建立 |
| 3.2.7 三大矩阵的确定 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 实体膨胀管膨胀过程动力学模型的求解 |
| 4.1 直接积分法 |
| 4.1.1 中心差分法 |
| 4.1.2 Newmark法 |
| 4.2 直接积分法解的稳定性 |
| 4.2.1 中心差分法的稳定性 |
| 4.2.2 Newmark法的稳定性 |
| 4.3 中心差分法与Newmark法的比较 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 实体膨胀管膨胀过程力学有限元模拟 |
| 5.1 实体膨胀管弹塑性动力有限元分析 |
| 5.1.1 模型的基本参数 |
| 5.1.2 单元网格划分 |
| 5.1.3 边界条件 |
| 5.2 实体膨胀管膨胀过程模拟 |
| 5.2.1 膨胀率对膨胀管力学性能的影响 |
| 5.2.2 屈服强度对膨胀管力学性能的影响 |
| 5.3 实体膨胀管膨胀过程影响因素分析 |
| 5.3.1 膨胀锥角度对实体膨胀管膨胀过程的影响 |
| 5.3.2 膨胀速度对实体膨胀管膨胀过程的影响 |
| 5.3.3 润滑程度对实体膨胀管膨胀过程的影响 |
| 5.3.4 井眼曲率对膨胀特性的影响 |
| 5.4 膨胀力理论计算结果与有限元模拟结果对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 实体膨胀管膨胀后强度计算 |
| 6.1 实体膨胀管残余应力 |
| 6.1.1 残余应力的基本简述 |
| 6.1.2 实体膨胀管残余应力的形成原因 |
| 6.1.3 残余应力对材料力学特征的影响 |
| 6.1.4 减小残余应力的方案 |
| 6.1.5 残余应力的测试方法研究 |
| 6.2 影响套管强度的因素 |
| 6.2.1 应力应变曲线形态的影响 |
| 6.2.2 残余应力的影响 |
| 6.2.3 包辛格效应的影响 |
| 6.2.4 维系膨胀后实体膨胀管强度的技术手段 |
| 6.3 膨胀前后套管的变形分析 |
| 6.4 实体膨胀管膨胀后抗挤强度理论计算 |
| 6.4.1 API抗挤强度理论计算公式 |
| 6.4.2 理想状态下膨胀后的抗挤强度 |
| 6.4.3 实际工况下膨胀后的抗挤强度 |
| 6.5 壁厚误差变化对实体膨胀管抗挤强度的影响 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 现场应用 |
| 7.1 TX区块地质概况 |
| 7.2 实体膨胀管在TKCH2井现场应用 |
| 7.2.1 TKCH2井身结构 |
| 7.2.2 TKCH2膨胀管现场施工 |
| 7.2.3 TKCH2膨胀管膨胀过程描述 |
| 7.3 理论计算结果 |
| 7.4 现场施工数据与理论计算结果对比 |
| 7.5 本章小结 |
| 第8章 结论与建议 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的学术成果 |
（7）高速涡轮钻具推力轴承的混合润滑和表面损伤研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与研究意义 |
| 1.1.1 涡轮钻具推力轴承系统面临的严峻挑战 |
| 1.1.2 涡轮钻具推力轴承性能的关键影响因素 |
| 1.2 涡轮钻具推力轴承系统的国内外研究现状 |
| 1.2.1 涡轮钻具及涡轮钻具推力轴承的研究现状 |
| 1.2.2 轴承多物理场耦合的研究现状 |
| 1.2.3 轴承混合润滑特性的研究现状 |
| 1.3 固相污染物导致的轴承表面损伤分析 |
| 1.3.1 固体颗粒导致的表面压痕研究 |
| 1.3.2 轴承表面的疲劳损伤研究 |
| 1.4 本文的主要研究内容和技术路线 |
| 1.4.1 主要内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.5 创新点 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 推力轴承内流场的固相沉积规律研究 |
| 2.1 钻井液两相流动理论 |
| 2.2 四支点推力球轴承的固相分布规律 |
| 2.2.1 四支点推力球轴承的流场计算模型 |
| 2.2.2 固相颗粒的流场分布 |
| 2.2.3 钻井液参数对固相体积分数的影响规律 |
| 2.3 圆弧滚道推力球轴承的固相分布规律 |
| 2.3.1 圆弧滚道推力球轴承的流场计算模型 |
| 2.3.2 固相颗粒的流场分布 |
| 2.3.3 钻井液参数对固相体积分数的影响规律 |
| 2.4 固定瓦推力滑动轴承的固相分布规律 |
| 2.4.1 固定瓦推力滑动轴承的流场计算模型 |
| 2.4.2 固相颗粒的流场分布 |
| 2.4.3 钻井液参数对固相体积分数的影响规律 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 高速涡轮钻具推力轴承的热力耦合机理研究 |
| 3.1 高速涡轮钻具井底环境温度场分析 |
| 3.1.1 井底传热模型 |
| 3.1.2 井底稳态温度场分布 |
| 3.2 高速涡轮钻具推力轴承的生热模型及热力耦合机理 |
| 3.2.1 推力轴承的热力耦合机理 |
| 3.2.2 推力轴承的摩擦生热模型 |
| 3.3 推力球轴承的热力耦合分析 |
| 3.3.1 推力球轴承的热力耦合计算模型 |
| 3.3.2 推力球轴承的热力耦合分析 |
| 3.4 推力滑动轴承的热力耦合分析 |
| 3.4.1 推力滑动轴承的热力耦合计算模型 |
| 3.4.2 推力滑动轴承的热力耦合分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 高速涡轮钻具推力轴承的混合润滑研究 |
| 4.1 钻井液润滑下的混合润滑模型和数值求解 |
| 4.1.1 钻井液润滑下的混合润滑模型 |
| 4.1.2 钻井液润滑下混合润滑的数值求解 |
| 4.1.3 轴承表面温升的数值求解 |
| 4.1.4 数值计算流程 |
| 4.2 轴承表面形貌对混合润滑的影响 |
| 4.2.1 构造粗糙表面对润滑性能的影响 |
| 4.2.2 随机粗糙表面对润滑性能的影响 |
| 4.3 钻井液非牛顿性对混合润滑的影响 |
| 4.4 高速涡轮钻具工况对混合润滑的影响 |
| 4.4.1 转速和载荷对润滑性能的影响 |
| 4.4.2 轴承结构对润滑性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 高速涡轮钻具推力轴承的表面压痕分析 |
| 5.1 涡轮钻具推力轴承表面损伤的表现形式 |
| 5.1.1 圆弧滚道推力球轴承的表面损伤 |
| 5.1.2 固定瓦推力滑动轴承的表面损伤 |
| 5.2 轴承表面钻井液固相的弹塑性压入 |
| 5.3 球形固相颗粒造成的轴承表面压痕 |
| 5.3.1 有限元模型 |
| 5.3.2 轴承的表面压痕 |
| 5.4 钻井液固相参数对表面压痕的影响 |
| 5.4.1 钻井液固相材料的影响 |
| 5.4.2 钻井液固相颗粒椭圆率的影响 |
| 5.4.3 表面摩擦系数的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 高速涡轮钻具推力轴承表面的疲劳分析 |
| 6.1 涡轮钻具推力轴承现场试验的疲劳裂纹 |
| 6.2 涡轮钻具推力轴承表面的累积损伤 |
| 6.2.1 轴承的反复滚压导致的表面材料的变形 |
| 6.2.2 轴承表面的累积损伤和疲劳寿命 |
| 6.2.3 周期性载荷下涡轮钻具推力轴承的应力评价准则 |
| 6.3 轴承滚道疲劳损伤的有限元模型 |
| 6.4 轴承滚道疲劳的影响因素分析 |
| 6.4.1 硬化层对滚道表面疲劳的影响 |
| 6.4.2 钢球半径对滚道表面疲劳的影响 |
| 6.4.3 表面压痕对滚道表面疲劳的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 |
（8）TWIP钢等井径膨胀管及其螺纹接头的成形性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外膨胀套管成形技术研究现状 |
| 1.3 研究目标、研究内容及研究方案 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第二章 TWIP钢膨胀套管膨胀推力计算 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 膨胀推力的力学模型概述 |
| 2.2.1 膨胀推力的影响因素 |
| 2.2.2 力学简化模型 |
| 2.2.3 膨胀推力力学模型 |
| 2.3 TWIP钢膨胀推力推导 |
| 2.3.1 理想刚塑性模型 |
| 2.3.2 线性强化刚塑性材料模型 |
| 2.4 TWIP钢膨胀管推力值对比 |
| 2.4.1 几何模型和材料属性 |
| 2.4.2 刚塑性材料与强化材料对比 |
| 2.4.3 膨胀力公式与有限元对比 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 不同强化模型下膨胀管及其螺纹接头成形研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 强化模型概述 |
| 3.2.1 塑性力学基础 |
| 3.2.2 塑性强化模型 |
| 3.2.3 混合强化参数拟合 |
| 3.3 有限元分析 |
| 3.3.1 几何模型和网格 |
| 3.3.2 材料属性和强化参数 |
| 3.3.3 载荷与边界条件 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 残余应力 |
| 3.4.2 壁厚和长度变化 |
| 3.4.3 膨胀推力 |
| 3.4.4 螺纹间隙和接触状态 |
| 3.4.5 极限载荷 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 TWIP钢膨胀管膨胀试验及力学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 膨胀管膨胀试验 |
| 4.3 变形情况 |
| 4.4 微观组织 |
| 4.5 拉伸试验 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（9）膨胀套管螺纹力学性能研究及特殊螺纹设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 膨胀套管螺纹研究现状 |
| 1.2.1 膨胀套管螺纹国内外研究现状 |
| 1.2.2 普通套管螺纹国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容与技术路线 |
| 第2章 膨胀套管材料性能参数实验研究 |
| 2.1 现场套管腐蚀分析 |
| 2.1.1 油气井1套管失效分析 |
| 2.1.2 油气井2套管失效分析 |
| 2.1.3 油气井3套管失效分析 |
| 2.1.4 腐蚀液配比试验 |
| 2.2 腐蚀模拟实验 |
| 2.2.1 实验方法 |
| 2.2.2 实验条件与实验结果 |
| 2.3 材料拉伸实验 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 膨胀套管螺纹腐蚀性材料模型 |
| 3.1 膨胀套管腐蚀分析 |
| 3.1.1 均匀腐蚀分析 |
| 3.1.2 局部应力腐蚀分析 |
| 3.2 膨胀套管腐蚀性材料模型研究 |
| 3.2.1 腐蚀性模型的建立与验证 |
| 3.2.2 非螺纹内表面含腐蚀坑分析 |
| 3.2.3 螺纹内表面含腐蚀坑分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 膨胀套管螺纹力学性能分析 |
| 4.1 膨胀套管螺纹膨胀受力分析 |
| 4.1.1 膨胀套管螺纹牙受力计算模型 |
| 4.1.2 套管膨胀作业有限元分析 |
| 4.1.3 膨胀套管螺纹承载能力分析 |
| 4.2 腐蚀工况下膨胀套管三级膨胀准则 |
| 4.2.1 腐蚀工况下膨胀率的设置 |
| 4.2.2 三级膨胀准则 |
| 4.3 腐蚀工况下膨胀套管螺纹承载能力分析 |
| 4.3.1 腐蚀工况下套管螺纹膨胀后承载能力分析 |
| 4.3.2 含腐蚀坑套管螺纹承载能力分析 |
| 4.3.3 含腐蚀坑套管螺纹抗弯矩能力分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 膨胀套管防腐与螺纹保护设计 |
| 5.1 双金属膨胀套管 |
| 5.1.1 双金属复合管研究现状 |
| 5.1.2 防腐材料的选择 |
| 5.1.3 双金属膨胀套管成型研究 |
| 5.1.4 双金属膨胀套管应用分析 |
| 5.2 膨胀套管螺纹保护装置研究 |
| 5.2.1 膨胀套管螺纹保护装置材料选择 |
| 5.2.2 膨胀套管螺纹保护装置尺寸设计 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 膨胀套管特殊螺纹设计 |
| 6.1 变距螺纹设计 |
| 6.1.1 变螺距对螺纹抗拉能力的影响 |
| 6.1.2 变螺距螺纹对膨胀的影响 |
| 6.1.3 变距螺纹实验研究 |
| 6.2 螺纹啮合设计 |
| 6.2.1 同间隙配合螺纹 |
| 6.2.2 变间隙配合螺纹 |
| 6.2.3 间隙螺纹实验研究 |
| 6.3 三级特殊螺纹 |
| 6.3.1 三级螺纹设计思路 |
| 6.3.2 三级螺纹跨级方式设计 |
| 6.3.3 三级特殊螺纹实验研究 |
| 6.3.4 三级特殊螺纹型号研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 下一步工作计划 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 |
（10）含腐蚀缺陷套管的极限强度研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 油气井管材腐蚀的国内外研究现状 |
| 1.2.2 套管极限强度国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 本文创新点 |
| 1.5 技术路线 |
| 第2章 套管的腐蚀机理及剩余强度的评价方法 |
| 2.1 套管的腐蚀机理 |
| 2.2.1 二氧化碳腐蚀机理及类型 |
| 2.2.2 硫化氢腐蚀机理及类型 |
| 2.2.3 二氧化碳和硫化氢共存环境下的腐蚀机理 |
| 2.2.4 盐性物质腐蚀机理 |
| 2.2.5 细菌腐蚀机理 |
| 2.2.6 冲刷腐蚀机理 |
| 2.2 腐蚀套管剩余强度评价方法 |
| 2.2.1 现有评价方法 |
| 2.2.2 有限元分析方法介绍 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 腐蚀套管的抗挤、抗内压强度数值模拟 |
| 3.1 套管腐蚀缺陷的规则化处理方法 |
| 3.1.1 平面腐蚀缺陷的表征 |
| 3.1.2 表面腐蚀缺陷的规则化和表征尺寸 |
| 3.1.3 穿透腐蚀缺陷的规则化和表征尺寸 |
| 3.1.4 缺陷群的处理 |
| 3.1.5 体积缺陷的表征方式 |
| 3.2 套管三维数值仿真模型 |
| 3.2.1 载荷与约束的施加 |
| 3.3 腐蚀套管抗挤强度计算及缺陷尺寸参数敏感性分析 |
| 3.3.1 含椭球型缺陷套管的有限元分析结果讨论 |
| 3.3.2 含穿透型缺陷套管的有限元分析结果讨论 |
| 3.4 腐蚀套管抗内压强度计算及缺陷尺寸参数敏感性分析 |
| 3.4.1 含椭球型缺陷套管的有限元分析结果讨论 |
| 3.4.2 含穿透型缺陷套管的有限元分析结果讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 腐蚀套管剩余强度的数值模拟 |
| 4.1 热-固耦合有限元分析方法 |
| 4.1.1 应力场模型 |
| 4.1.2 温度场模型 |
| 4.1.3 热-固耦合场模型 |
| 4.2 正交设计方法 |
| 4.2.1 正交设计原理及理论 |
| 4.2.2 正交试验设计的基本工具 |
| 4.2.3 正交试验设计步骤 |
| 4.3 含腐蚀缺陷套管剩余强度的数值建模 |
| 4.3.1 腐蚀套管-水泥环-地层组合模型的力学参数 |
| 4.3.2 载荷与网格划分 |
| 4.4 有限元结果与分析 |
| 4.4.1 正交试验方法 |
| 4.4.2 含椭球型缺陷套管-水泥环-地层系统正交试验结果分析 |
| 4.4.3 含穿透型缺陷套管-水泥环-地层系统正交试验结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 安全评价方案 |
| 5.1 含腐蚀缺陷套管的最大米塞斯应力预测公式 |
| 5.1.1 含穿透型腐蚀缺陷套管最大米塞斯应力函数表达式 |
| 5.1.2 含椭球型腐蚀缺陷套管最大米塞斯应力函数表达式 |
| 5.2 安全评定程序 |
| 5.2.1 材料性能数据的确定及含腐蚀缺陷套管服役工况的确定 |
| 5.2.2 腐蚀缺陷的表征与腐蚀缺陷部位套管的尺寸确定 |
| 5.2.3 最大米塞斯应力的计算 |
| 5.2.4 G_0的计算和免于评定的判别 |
| 5.3 验证及实例分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
四、残余应力对石油套管承载能力的影响分析（论文参考文献）
- [1]不同温度作用下碳纤维复合材料筋的静力和抗冲击性能研究[D]. 方亚威. 湖南大学, 2020
- [2]考虑复合磨损的弯曲井段套管抗挤强度研究[D]. 金春玉. 东北石油大学, 2020(03)
- [3]盐膏岩地层中套管载荷及强度安全性分析[D]. 朱帅. 西安石油大学, 2019
- [4]基于双剪屈服理论的套管膨胀成形有限元分析[D]. 黄生军. 中国石油大学(华东), 2019(09)
- [5]套管非均匀挤毁及修复工作力学研究[D]. 邓宽海. 西南石油大学, 2018(06)
- [6]实体膨胀管膨胀过程有限元模拟与分析[D]. 韩梦天. 西南石油大学, 2018(07)
- [7]高速涡轮钻具推力轴承的混合润滑和表面损伤研究[D]. 苟如意. 西南石油大学, 2018(06)
- [8]TWIP钢等井径膨胀管及其螺纹接头的成形性能研究[D]. 王胜昆. 中国石油大学(华东), 2018(07)
- [9]膨胀套管螺纹力学性能研究及特殊螺纹设计[D]. 王宇. 西南石油大学, 2017(05)
- [10]含腐蚀缺陷套管的极限强度研究[D]. 罗诗雨. 西南石油大学, 2017(05)