使用有限元法可以改善石油套管的抗擠強(qiáng)度
石油套管的抗碎強(qiáng)度通常根據(jù)美國(guó)石油協(xié)會(huì)的API BUL 5C3標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。計(jì)算公式基于大量物理測(cè)試數(shù)據(jù)并通過數(shù)學(xué)回歸方法導(dǎo)出。根據(jù)不同的配方分階段研究石油套管的軸承能力。實(shí)際上，石油套管產(chǎn)品通常具有制造缺陷，例如非圓形和不均勻的壁厚。在使用過程中，套管磨損也是不可避免的，這大大降低了套管的承載能力。
此外，有限元法也被廣泛用于計(jì)算石油套管的抗壓強(qiáng)度。石油套管坍塌是各種因素綜合作用的結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)研究中，由于初始的不圓度和壁厚不均勻性同時(shí)存在，因此難以分別計(jì)算某個(gè)缺陷因子對(duì)抗碎強(qiáng)度的影響。有限元規(guī)則沒有這個(gè)限制，并且完全有可能只改變一個(gè)缺陷因子，同時(shí)保持其他缺陷因子不變。
實(shí)際上，石油套管并不是理想的圓管，石油套管的厚度也不是完全均勻的，存在一些幾何缺陷。實(shí)踐證明，石油套管圓度和壁厚不均勻性對(duì)其抗擠毀性能有影響。石油套管非圓度e是反映其加工精度的結(jié)構(gòu)參數(shù)。實(shí)際的石油套管不能加工成理想的圓管，其不圓度通常用圓度e來衡量。
石油套管通過建立套管抗擠強(qiáng)度的有限元計(jì)算模型，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該模型具有較高的精度，可用于套管抗擠強(qiáng)度分析。理想圓管的抗壓強(qiáng)度高于有幾何缺陷的石油套管。非圓度對(duì)擠壓強(qiáng)度影響較大，而壁厚不均勻性影響相對(duì)較小。隨著石油套管圓度的增加，套管抗擠毀能力大大降低。在允許圓度公差范圍內(nèi)，抗擠強(qiáng)度降低54.76％。
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