膨胀套管技术是当前石油工程领域内的重大新技术,可扩径膨胀的套管相关问题是膨胀套管技术的核心技术,套管膨胀后的抗挤毁、抗内压和抗拉强度计算及其相关的力学机理是膨胀套管力学研究的重要问题,也是膨胀套管标准化工作的重要内容。本项目就是针对套管膨胀后的强度计算而开展的专题研究。项目首先采用金属弹塑性力学及有限元等方法对套管膨胀过程的力学及变形机理进行了分析研究,考虑套管膨胀时材料的加工硬化与包辛格效应对套管材料力学性能的影响,探索了套管膨胀后套管管体纵横两个方向材料的拉压力学强度变化规律,对套管膨胀后管体内的残余应力大小和套管椭圆度和壁厚不均度的变化规律进行了分析研究,同时也分析了套管材料其它机械性能参数在套管膨胀过程中的变化规律。最后综合前期研究结果,分析了引起膨胀后的套管强度变化的内在机理,考虑主要因素对套管膨胀后的强度的影响,建立了套管膨胀后的抗挤毁、抗内压和抗拉强度的计算模型并推导了计算公式,以实物试验对公式进行了验证,结果证实公式计算结果是可靠的的。
英文主题词expandable casing;strength;material;mechanical Properties;mechanical mechanism