三维弯曲井眼中连续油管下入性分析及牵引器改进设计

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中文摘要：随着连续油管技术的不断进步，现在已广泛应用于试油、生产、压裂、钻磨、修井等多个生产环节。但是，连续油管下入作业、尤其在三维弯曲井眼中作业时下入困难，严重时需要动力牵引才能顺利下入。因此，需要开展三维弯曲井眼中连续油管下入性分析，并合理改进连续油管牵引器设计。基于压杆稳定和管柱力学屈曲理论，取连续油管微元体，进行受力分析，得到连续油管平衡和屈曲微分方程。根据微分方程特解方法，并引入无因次参数，求解微分方程，建立三维弯曲井眼中连续油管正弦和螺旋屈曲临界载荷解析公式。应用弹性力学理论，建立不同井深处连续油管的平衡微分方程，求解得到连续油管的下入摩阻及摩擦扭矩，建立连续油管下入性准则。考虑钻磨工况下连续油管所受复杂载荷，分析扭矩产生的剪切应力、轴向压应力和弯曲应力，根据第四强度理论分析钻磨工况下连续油管的强度安全性，建立保证安全的连续油管下入性准则。对影响牵引性能的关键部位和零件部位进行仿真分析，并进行牵引器动态牵引功能模拟，据此改进牵引器设计，验证参数设计的正确性以及牵引的可行性。通过本文研究，在确保安全的情况下实现连续油管的顺利下入，并改进牵引器设计，提高复杂工况下的连续油管的可下入性。

作者：

郝健坤

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关键词：

连续油管牵引器结构设计三维弯曲井眼下入性分析

授予学位：

硕士

学科专业：

机械工程

导师：

秦彦斌

学位年度：

2020

学位授予单位：

西安石油大学

语种：

中文

中图分类号：