井筒內(nèi)懸掛管柱由于橫向變形受到約束,其后屈曲行為復(fù)雜,對(duì)管柱的后屈曲研究具有重要意義。本文摒棄常規(guī)理論分析中的撓曲線假設(shè)條件,將管柱離散成梁?jiǎn)卧?并將多向接觸間隙元與梁?jiǎn)卧嘟Y(jié)合,建立了井筒內(nèi)幾何和接觸非線性有限元模型。為解決靜力屈曲分析時(shí)的收斂困難和算法不穩(wěn)定性等問(wèn)題,提出了井筒內(nèi)懸掛管柱靜力屈曲分析的動(dòng)力松弛法。在懸掛管柱正弦屈曲向螺旋屈曲轉(zhuǎn)變時(shí)的有限元計(jì)算中,發(fā)現(xiàn)隨著井底壓力的增加,懸掛管柱從二階二維橫向屈曲突變成兩點(diǎn)接觸的空間螺旋屈曲。不考慮懸掛拉力的影響,正弦屈曲向螺旋屈曲轉(zhuǎn)變時(shí)的無(wú)量綱臨界載荷為4.41�？紤]懸掛管柱長(zhǎng)度的影響,其無(wú)量綱臨界載荷下降到3.81。提出了2種用于度量懸掛管柱完全螺旋屈曲的方法,第1種方法是以管柱的最下端和最上端的接觸點(diǎn)之間的螺旋角度,來(lái)度量螺距;第2種方法是以連續(xù)接觸段的螺旋角度,來(lái)度量螺距。不考慮受拉段的影響,兩端鉸支約束時(shí),2種方法的無(wú)量綱臨界載荷分別為7.52和8.34;兩端固支時(shí),其值分別為8.30和8.98。當(dāng)考慮受拉段的影響,臨界載荷也隨著長(zhǎng)度的增加而減小,并趨于穩(wěn)定。采用準(zhǔn)靜態(tài)法,數(shù)值模擬了井底受壓載荷在卸載和加載過(guò)程中的整個(gè)屈曲轉(zhuǎn)... 

【文章來(lái)源】：東北石油大學(xué)黑龍江省

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

梁?jiǎn)卧墓?jié)點(diǎn)位圖2.1給出了任一空間梁?jiǎn)卧猧j節(jié)點(diǎn)的xy

需進(jìn)行迭代計(jì)算。 是由和節(jié)點(diǎn)位移無(wú)關(guān)單元自重分力產(chǎn)生，不需要進(jìn)行迭代計(jì)算。圖 2.2 梁?jiǎn)卧S力示意圖2.2 懸掛管柱接觸非線性間隙元理論2.2.1 間隙元的物理特性和應(yīng)變將管柱與井壁之間的鉆井液或者氣體形成的單元叫做間隙元。這樣管柱與井壁之間就形成了連續(xù)體。間隙元處在管柱與井壁之間，幾何形狀為一厚圓環(huán)，見(jiàn)圖 2.3[73-75]。圖 2.3 間隙元的變形圖間隙元位移為： = = （2-39）式中： = }是一個(gè) 2×12 矩陣，顯式見(jiàn)式（2-4）。對(duì)式（2-39）求極值，可得到間隙元的位置：xxqiRiαxyod xyon ( ) 懸掛管柱井眼間隙元

不需要進(jìn)行迭代計(jì)算。圖 2.2 梁?jiǎn)卧S力示意圖非線性間隙元理論理特性和應(yīng)變間的鉆井液或者氣體形成的單元叫做間隙元。這樣管隙元處在管柱與井壁之間，幾何形狀為一厚圓環(huán)，見(jiàn)xxqiRiαyyn 間隙元

【參考文獻(xiàn)】：
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