ansys软件在油管强度分析和校核中的应用

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1、ANSYS软件在油管强度分析和校核中的应用聂尊浩黄宇文冉南油气田工程技术研究院西南油气mu西北气矿摘要：油管是连接油、气产层与地面采输管线的生产通道，油管的强度性能将关系到油气井生产的成败，影响油气田开发的经济效益。本文简要介绍了ANSYS软件，然后针对油井生产实际情况，用ANSYS软件建立了简化的、符合井下情况的油管三维模型，在结构力学的基础上结合材料力学对油管柱强度进行了受力分析和校核。运用ANSYS软件对油管强度在各种生产环境下进行有限元仿真研究，为油管的优选和对已选油管的校核提供科学的参考依据。关键词

2、：油管柱;强度;校核;有限元;模型;TheApplicationofANSYSSoftwareonTubingStrength’AnalysisandVerificationNiezunhaoHuangyuWenranPetroChinaSouthwestOilandGasFieldCompanyEngineering&TechnologyResearchInstitute;Abstract：Tubingisconnectedtotheoil,gasproductionpipelineandtheground

3、layerproductionchannels,strengthpropertiesoftubingwillberelatedtothethesuccessoftheproductionofoilandgaswells,eventheeconomicbenefits.ThispaperintroducetheANSYSfiniteelementsoftwarebrieflyanduseittoestablishatubingdimensionalmodel,whichissimplifiedandconsis

4、tentwiththesituationunderground.WithANSYSsoftwaretoanalysisthestrengthoftubingundertriaxialstress.Tubinginavarietyofpetroleumengineeringproductionenvironmentforfiniteelementsimulation,whichcanmakeanappropriatechoicefortubingandtoprovidescientificreferencefo

5、rverificationofthetubinghavebeenselected.Keyword：Tubing;strength;verification;FEM;model;油管是油气田开发时下入到油井油管内的管柱，是原油从地下输送到地面的通道。在石油开采过程屮，油管是石油工程屮使用量仅次于套管的第二类管材。近年来油管断裂、挤毁等失效现象开始成为油管失效的主耍原因U1。随着计算机硬件技术的飞速发展和ANSYS软件功能的不断完善，使得采用有限元技术进行石油工程设计中表现出极大的优越性。木文通过利用ANSYS软

6、件对油管进行油管在三维力学有限元分析，旨在从结构分析的角度出发，探讨油管的力学性能，对油管强度进行分析与校核。1ANSYS基本原理及分析过程有限元法是利用计算机进行数值模拟分析的方法，当釆用传统理论方法计算量巨大，有限元软件能通过多次试验和仿真后，缩短开发周期与成本。在工程或物理问题的数学模型（棊本变量、基本方程、求解域和边界条件等）确定以后，有限元法对其进行分析和计算的基本思想可以概括为以下三点m:（1）将一个表示结构或连续体的求解域离散为若干个子域（或单元），并通过它们边界上的结点相互联结为一个组合体。（

7、2）用每个单元内所假设的近似函数来分片表示全求解域内待求解的位置场变量，而每个单元的近似函数由未知场函数（或其导数）在单元各个结点上的数值和与其对应的插值函数来表示。将求解原待求函数的无穷多自由度问题转换为求解场函数节点值的有限自由度问题。（3）通过和原问题数学模型（如基木方程、边界条件等）等效的变分原理或加权余量法，建立求解基本未知量（场函数节点值）的代数方程组或常微分方程组。2结合实例进行油管强度有限元分析某自喷井，井深1000m,原油密度为0.85g/cm,油管外径0.073m,内径0.062m,选择油

8、管钢级为J-55,管材密度7.8g/cm,查资料得该油管材料弹性模量为200GPa,泊松比为0.3。（1）试油下入油管时，井底泥浆密度1.4g/cm,对油管进行强度分析、校核；（2）替喷时，井底泥浆密度1.4g/cm，对替喷时的油管进行强度分析、校核；表1油管基本参数下载原表2.1油管模型假设为了建立科学合理的力学模型，现将真实油管柱系统进行简化和假设。假设在温度、压力状态下木井为标准直井。液体摩阻