本文針對地質(zhì)鉆探領(lǐng)域使用的Φ108/96規(guī)格膨脹波紋管進(jìn)行了管材材質(zhì)選擇、截面形狀設(shè)計,利用ANSYS軟件進(jìn)行有限元分析、優(yōu)選出最優(yōu)截面形狀,在最優(yōu)截面形狀下研究厚度、波峰半徑和波谷半徑對膨脹波紋管膨脹效果的影響。然后從力學(xué)、質(zhì)點位移的角度分析膨脹波紋管在膨脹過程中的不同階段不同受力、位移情況,最后對所選的最佳截面按照前文所得的規(guī)律進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),探究最佳截面,為膨脹波紋管的加工和現(xiàn)場應(yīng)用提供理論依據(jù)�？紤]到地質(zhì)勘探的特殊性,決定在常用管材中選擇屈強比低、均勻變形能力強、價格便宜、易于加工的膨脹管材。對滿足上述條件的一些管材,通過拔管、熱處理、膨脹這三個步驟,最終選擇了編號為KP02的管材作為膨脹管材。該材料的抗拉極限強度為520 MPa、彈性模量為200GPa、泊松比為0.3、屈服強度為185 MPa。在抗內(nèi)外壓強度條件下（計算得壁厚t≥3.24mm,取t=3.5mm和4mm）,從膨脹管截面的幾何關(guān)系出發(fā),計算并設(shè)計了四瓣梅花形截面A、B、六瓣梅花形截面C、D、八瓣梅花形截面E、F、十瓣梅花形截面G這七種不同形狀的Φ108/96規(guī)格的膨脹波紋管截面。其次將所設(shè)計的四瓣梅花形截面A、六瓣... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 項目研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 膨脹波紋管國外現(xiàn)狀
        1.2.2 膨脹套管國外現(xiàn)狀
        1.2.3 膨脹篩管國外現(xiàn)狀
        1.2.4 膨脹套管國內(nèi)現(xiàn)狀
        1.2.5 膨脹波紋管國內(nèi)現(xiàn)狀
        1.2.6 膨脹篩管國內(nèi)現(xiàn)狀
        1.2.7 膨脹波紋套管的模擬仿真
    1.3 主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
第2章 膨脹波紋管截面設(shè)計
    2.1 膨脹波紋管的材質(zhì)選擇
        2.1.1 實驗選擇管材
        2.1.2 機械性能測試
        2.1.3 膨脹波紋管的成型工藝
    2.2 膨脹波紋管截面形狀參數(shù)設(shè)計
        2.2.1 截面形狀參數(shù)計算
        2.2.2 截面設(shè)計
    2.3 本章小結(jié)
第3章 膨脹波紋管膨脹過程有限元模擬
    3.1 有限元簡介
    3.2 金屬彈塑性理論
        3.2.1 屈服準(zhǔn)則
        3.2.2 應(yīng)變增量的計算
        3.2.3 強化準(zhǔn)則
    3.3 關(guān)鍵參數(shù)的定義
    3.4 模擬的前提
    3.5 建立模型
        3.5.1 導(dǎo)入模型
        3.5.2 定義材料屬性并劃分單元格
        3.5.3 施加約束并加載
    3.6 結(jié)論分析
        3.6.1 膨脹效果的評價標(biāo)準(zhǔn)
        3.6.2 膨脹壓力
        3.6.3 模擬結(jié)果分析
    3.7 本章小結(jié)
第4章 膨脹過程分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    4.1 膨脹過程分析
        4.1.1 靜力平衡階段
        4.1.2 膨脹階段
        4.1.3 膨脹完成階段
        4.1.4 膨脹過程綜合分析
    4.2 截面參數(shù)優(yōu)化
    4.3 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]小口徑可膨脹波紋管水力膨脹過程的數(shù)值模擬與試驗研究[J]. 蘇輝,劉寶林,黃玉文,張德龍,郭強,翁煒.  探礦工程(巖土鉆掘工程). 2019(01)
[2]小口徑膨脹波紋管技術(shù)在若爾蓋鈾礦區(qū)的應(yīng)用[J]. 李曉晨,陳曉君,楊宏勝,黎波.  探礦工程(巖土鉆掘工程). 2018(12)
[3]彎曲井段下壁厚對波紋管膨脹性能的影響[J]. 張會會,段慶全,李虎.  石油礦場機械. 2017(05)
[4]國產(chǎn)SEW膨脹套管實物性能研究[J]. 李遠(yuǎn)征,韋奉,何石磊,張峰,梁航.  焊管. 2017(07)
[5]膨脹波紋管技術(shù)首次在頁巖氣井孔中成功護(hù)壁[J].   地質(zhì)裝備. 2016(05)
[6]塔河側(cè)鉆水平井硬脆性泥頁巖井壁失穩(wěn)研究及對策[J]. 張國,陳紅壯,高偉,侯子旭,劉貴傳.  鉆采工藝. 2016(03)
[7]地質(zhì)勘探用膨脹波紋管截面設(shè)計與選擇[J]. 張化民,于好善,宋剛.  探礦工程(巖土鉆掘工程). 2015(08)
[8]等井徑膨脹套管螺紋接頭的應(yīng)力分析[J]. 唐明.  石油機械. 2015(06)
[9]膨脹篩管技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J]. 吳柳根.  石油機械. 2015(03)
[10]國外膨脹管技術(shù)應(yīng)用新進(jìn)展[J]. 曹川,任榮權(quán),王宏偉,尹洪偉.  石油機械. 2013(05)

博士論文
[1]膨脹波紋管封隔定向井段應(yīng)用技術(shù)研究[D]. 劉鵬.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2017

碩士論文
[1]鉆井用可膨脹波紋管技術(shù)研究[D]. 楊順輝.中國石油大學(xué) 2008



本文編號：3168383