水力擴(kuò)張式封隔器管柱力學(xué)分析.pdf

1、水力擴(kuò)張式封隔器管柱主要應(yīng)用于水力壓裂噴射作業(yè)，在內(nèi)壓作用下管柱產(chǎn)生鼓脹效應(yīng)從而引起管柱軸向變形，軸向變形過(guò)大會(huì)導(dǎo)致封隔器失封，從而影響整個(gè)作業(yè)的成敗。本文以水力擴(kuò)張式封隔器管柱以及封隔器膠筒為研究對(duì)象，對(duì)封隔器管柱以及封隔器膠筒進(jìn)行研究。
　　本文運(yùn)用理論方法對(duì)水力擴(kuò)張式封隔器管柱工作過(guò)程中的力學(xué)行為進(jìn)行分析，分別得到重力、浮力、流體阻力、活塞效應(yīng)、溫度效應(yīng)以及鼓脹效應(yīng)等因素引起管柱軸向變形的計(jì)算公式。推導(dǎo)得出水力擴(kuò)張式封隔器管

2、柱鼓脹變形三個(gè)階段的軸向變形公式以及鼓脹力大小計(jì)算公式。通過(guò)對(duì)水力擴(kuò)張式封隔器膠筒變形階段進(jìn)行分析，分別得到膠筒工作面和肩部的軸向載荷公式、膠筒工作面約束變形的接觸應(yīng)力求解公式。得到膠筒在工作過(guò)程中膠筒與套管之間的摩擦力大小的計(jì)算公式。
　　本文運(yùn)用有限元方法對(duì)封隔器膠筒進(jìn)行數(shù)值，根據(jù)分析結(jié)果可知：隨著噴射壓裂的進(jìn)行，壓裂液流經(jīng)封隔器，封隔器膠筒溫度降低，膠筒應(yīng)力增加，當(dāng)溫度低于90℃時(shí)，應(yīng)力反而降低，當(dāng)溫度低于70℃時(shí)，膠筒應(yīng)力