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新型打孔管在采油過程中可有效的防砂，對于提高原油采收率，避免修井作業(yè)具有重要意義由于進(jìn)行打孔作業(yè)，管體強(qiáng)度會發(fā)生變化，因此對其進(jìn)行強(qiáng)度校核對后續(xù)的完井作業(yè)具有非常重要的意義。本研究利用數(shù)值模擬的方式對打孔管進(jìn)行了強(qiáng)度分析，其中利用INVENTOR軟件建立了打孔管模型，后續(xù)采用ANSYS的一個力學(xué)分析模塊WORKBENCH軟件進(jìn)行強(qiáng)度分析。
該研究利用工NVENTOR軟件建立了7"篩管的模型，其中篩管直徑為177.8 mm，厚度為10.36 mm，開孔直徑為10 mm，每圈開孔為n個，第二排孔在第一排孔中間，兩排之間的距離為25.4 mm，然后沿管體循環(huán)分布。
通過INVENTOR軟件完成7"打孔管的模型，在數(shù)值模擬計算中采用彈性模型，強(qiáng)度判斷準(zhǔn)則依據(jù)抗壓強(qiáng)度準(zhǔn)則和米塞斯綜合應(yīng)力準(zhǔn)則，打孔管材料為L 8013C其材料參數(shù)和力學(xué)參數(shù)如表所示。
將INVENTOR軟件建立的7"，篩管的模型導(dǎo)入到ANSYS WORKBENCH利用軟件自帶的自動劃分網(wǎng)格功能，對分析的模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，局部進(jìn)行了加密完成網(wǎng)格劃分后，即可對打孔管進(jìn)行力學(xué)強(qiáng)度分析，主要研究其抗拉強(qiáng)度和抗擠強(qiáng)度。
對篩管一端面施加全約束，另一端面施加受力施加的受力為1.0Xe6 N，得到其Mises綜合應(yīng)力云圖。如圖看出，打孔管受拉力1.0Xe6 N此時打孔管局部剛好達(dá)到了屈服強(qiáng)度5.52 MPa，出現(xiàn)部位為打孔管打孔處所以篩管所能承受的最大拉力為1.0Xe6 N。
對打孔管兩端面施加全約束，外環(huán)面施加壓力施加的受力為7.8Xe6 Pa，得到其Mises綜合應(yīng)力云圖。如圖看出，打孔管受外擠壓力7.8Xe6 Pa，此時篩管局部剛好達(dá)到了屈服強(qiáng)度5.52 MPa，出現(xiàn)在篩管打孔處和打孔管兩端面所以篩管所能承受的最大擠壓應(yīng)力為7.8Xe6 Pa。
通過數(shù)值模擬研究，我們得了7"打孔管的力學(xué)強(qiáng)度，包括抗拉強(qiáng)度和抗擠強(qiáng)度，能夠得出以下結(jié)論：
(1)新型7"打孔管的抗拉強(qiáng)度為1.0Xe6 N，相當(dāng)于可承受100噸重物的拉力，其抗壓強(qiáng)度為7.8Xe6 Pa，均符合油田現(xiàn)場作業(yè)要求，可安全有效用于鉆完井作業(yè)。(2)新型7"打孔管的應(yīng)力集中區(qū)域主要出現(xiàn)在打孔處，可通過改進(jìn)打孔形狀和對開孔邊緣進(jìn)行強(qiáng)度加固，從而提高打孔管整體的力學(xué)強(qiáng)度。
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