实体膨胀管膨胀力理论模型简化

摘要

膨胀技术广泛应用于油气钻采领域中,膨胀技术中的膨胀力是膨胀工具合理设计的关键技术参数,采用主应力法建立了膨胀管膨胀力的计算模型.针对膨胀力解析式较为复杂、 不利于计算的问题,采用理论分析、 数值模拟和实验相结合的方法对膨胀力进行研究,引入扩径因子,通过改变膨胀锥角建立膨胀锥体和膨胀管有限元模型,采用有限元分析的方法对不同摩擦因数下膨胀管的膨胀力进行数值模拟,结果显示膨胀力的理论值与实测值较为一致.通过不同摩擦因数下膨胀锥角与扩径因子的关系得知:在相同摩擦因数时,扩径因子随膨胀锥角的增大而增大.在半膨胀锥角为10°时,对膨胀管膨胀力的实测值与简化模型理论值进行对比,结果基本吻合,证明了简化膨胀力理论模型的合理性.扩径因子的引入简化了膨胀力的计算,为膨胀工具的设计提供便利.