資源描述：
《封隔器管柱受力分析.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、封隔器管柱受力分析主要內(nèi)容一、管柱的四種效應二、管柱水力損失三、管柱受力分析管件（鋼材）抗內(nèi)壓、抗外擠與抗拉伸強度的影響因素：⑴、材料因素。相關參數(shù)有屈服極限（δs，MPa）、彈性模量（E，MPa）、泊松比（μ）、線膨脹系數(shù)（β，1/℃）和密度（γ，g/）等⑵、外形尺寸。相關參數(shù)有外徑（D，mm）、內(nèi)徑（d，mm）、長度（L，m）⑶、環(huán)境因素：包括外力、自重、環(huán)境介質等。一、管柱的四種效應1、管柱強度——影響因素⑴、薄壁管（D/δ>14）抗內(nèi)壓：（1-1）式中：P2—抗內(nèi)壓，MPa；δ—管子壁厚，mm；n—安全系數(shù)，一般取0.875。⑵、厚壁管（D/δ<1
2、4）抗內(nèi)壓：第三強度理論：（1-2）第四強度理論：（1-3）式中：n—安全系數(shù)，一般取1.5，最低1.15。一、管柱的四種效應1、管柱強度——抗內(nèi)壓強度⑴、薄壁管（D/δ>14）：（1-4）式中：P1—抗外擠壓力，MPa；n—安全系數(shù)，一般取0.75。⑵、厚壁管（D/δ<14）：（1-5）⑶、管柱允許最大掏空度計算：（1-6）式中：L—允許最大掏空度，m；ρ—壓井液密度，g/cm3如N80的27/8管抗外擠64.9MPa，其在清水介質中的最大掏空深度為6618m。一、管柱的四種效應1、管柱強度——抗外擠強度⑴、抗滑扣載荷計算：（1-7）式中：F—抗拉載荷，
3、KN；t—絲扣深，mm。⑵、管體抗拉載荷：（1-8）⑶、管柱最大下入深度計算：保證不滑扣、管體不不拉斷如27/8″TBG油管（N80，d=62mm）絲扣抗拉極限為469.5KN；27/8″UPTBG油管（N80，d=62mm）管體抗拉極限為644.7KN；一、管柱的四種效應1、管柱強度——抗拉載荷計算（1）、虎克定律效應（2）、螺旋彎曲效應（3）、壓力效應（4）、溫度效應2、管柱的四種效應一、管柱的四種效應應力與變形成正比（1-9）管柱在彈性極限范圍內(nèi)，由于受自重力或者外力的作用，將產(chǎn)生拉伸或壓縮變形。端部外力作用：（1-10a）管柱自重：（1-10b）式
4、中：ΔL1—變形量，m；k—浮力系數(shù)，0.8726；q—管柱平均單位長度重量，kg/m。如27/8油管（內(nèi)徑φ62mm）外力作用：ΔL1=4.16×10-6FL（m）；自重拉伸：ΔL1=1.7×10-7L2（m）2、管柱的四種效應—虎克定律效應一、管柱的四種效應例：管柱深3000m，底部受拉伸（壓縮）力分別為10KN、100KN，油管內(nèi)、外徑φ62mm、φ73mm，井內(nèi)為清水，浮力系數(shù)k為0.8726。則外力作用10KN時：ΔL1=4.16×10-6FL（m）=0.1248（m）；外力作用100KN時：ΔL1=4.16×10-6FL（m）=1.248（m）
5、；管柱自重拉伸：ΔL1=1.7×10-7L2=1.53（m）2、管柱的四種效應—虎克定律效應一、管柱的四種效應支撐式或卡瓦式封隔器的座封是靠上部油管的自重載荷來壓縮封隔器膠筒而保持密封的。在封隔器上部的一部分油管在壓縮力作用下呈螺旋彎曲狀態(tài)，稱螺旋彎曲效應。一、管柱的四種效應2、管柱的四種效應—螺旋彎曲效應（1）、螺旋彎曲引起的管柱長度的縮距：一、管柱的四種效應2、管柱的四種效應—螺旋彎曲效應（1-12a）或（1-12b）式中：F0—管柱松弛載荷，即指重表下降載荷，KN；L0—中和點至封隔器（卡瓦）長度，m；rT—套管內(nèi)半徑，mm（2）、重力座封封隔器座封
6、力F2計算（經(jīng)驗公式）：一、管柱的四種效應2、管柱的四種效應—螺旋彎曲效應（1-13a）（1-13b）不考慮中和點在井口以上的淺井情況當ΔL2≤0.045m時：當0.045≤ΔL2≤0.3556m時：當ΔL2≥0.3556m時，F(xiàn)2不隨F0變化：（1-13c）（3）、舉例：管柱深3000m，指重表下降分別為10KN、100KN，油管內(nèi)、外徑φ62mm、φ73mm，管重9.41kg/m，套管內(nèi)徑φ121.4mm，井內(nèi)為清水，浮力系數(shù)k為0.8726。則根據(jù)公式（1-12a），有：Δr=24.2mm，J=668663.7當F0=10KN時ΔL2=0.00066
7、（m）；當F0=100KN時ΔL2=0.066（m）討論：當卡瓦封隔器座封時，座封力一般應有80—120KN，0.045≤ΔL2≤0.3556m，根據(jù)公式（1-13b），可計算封隔器有效座封力為（假設地面加載100KN）：F2=88.624KN根據(jù)公式（1-13c），可計算封隔器最大有效座封載荷：F2max=116.042KN如采用外徑為60.3mm的油管，F(xiàn)2max=77.62KN一、管柱的四種效應2、管柱的四種效應—螺旋彎曲效應管柱內(nèi)外存在壓差，其作用使管柱產(chǎn)生軸向載荷和長度變形，稱為壓力效應。包括活塞效應、管柱的鼓脹效應和反鼓脹效應。一、管柱的四種效
8、應2、管柱的四種效應—壓力效應（1）、活塞效應產(chǎn)生的活塞力：一、管
