膨脹套管接頭有限元模擬研究.pdf

1、膨脹套管接頭的設計是膨脹管技術中的重點和難點。目前國內外對膨脹套管接頭各參數還沒有統(tǒng)一標準。本文通過理論分析和有限元的方法，模擬膨脹套管接頭上扣、承載內壓載荷和承受軸向載荷的過程。本文重點研究了膨脹套管接頭參數中的錐度、齒高、承載面角、導向面角對膨脹套管膨脹前后的應力影響、膨脹過程中所需膨脹力的影響和膨脹后的幾何尺寸影響，可以得出以下結論:
　　(1)膨脹套管光管段在膨脹過程中和膨脹后的最大等效應力大于螺紋段的。膨脹后光管段的壁厚

2、減薄率(6.5％)大于螺紋段壁厚減薄率(3.8％)。光管段所需膨脹力（1447kN）小于螺紋段所需膨脹力(1425kN)。
　　(2)螺紋參數（錐度、齒高、導向面角、承載面角）對于膨脹套管接頭膨脹過程中最大等效應力的影響不明顯。
　　(3)螺紋參數中錐度和導向面角對膨脹套管接頭所需膨脹力的影響較大，其中錐度的影響最明顯，最大差值為69.1kN。而齒高和承載面角對膨脹套管所需膨脹力的影響較小。
　　(4)錐度對膨脹套管接

3、頭膨脹后等效應力和壁厚減薄率的影響較明顯，其中錐度為1∶18的套管接頭在膨脹后等效應力、壁厚減薄率均最小。
　　(5)齒高對于膨脹套管接頭膨脹后等效應力和壁厚減薄率的影響較明顯。齒高為1.0mm的套管接頭在膨脹后的最大等效應力最小，而齒高為1.2mm的套管接頭的壁厚減薄率最小。
　　(6)承載面角對膨脹套管接頭膨脹后等效應力和壁厚減薄率的影響較明顯。承載面角為-7°的套管接頭在膨脹后的最大等效應力最小;承載面角為-9°的套管