[发明专利]一种多封隔器复合管柱受力分析计算方法

摘要

本发明公开了一种多封隔器复合管柱受力分析计算方法，属于油气井工程领域。该方法包括：将所述多封隔器复合管柱划分为多个管段，所述多封隔器复合管柱上设置的配套工具位于所在管段的端部，每个所述管段的长度小于设定长度；对每个管段进行受力分析，其中对于含有所述配套工具的管段，将所述配套工具作为其特定力学边界；根据所述每个管段的受力分析，计算得到每个管段的轴向力及侧向力；根据所述每个管段的轴向力及侧向力，得到所述多封隔器复合管柱的轴向力及侧向力分布。本发明通过提出一种多封隔器复合管柱受力分析计算方法，建立了系统全面的多封隔器复合管柱力学模型，为多封隔器复合管柱的优化设计及安全性校核提供了可靠的力学依据。

主权项

1.一种多封隔器复合管柱受力分析计算方法，其特征在于，所述方法包括：将所述多封隔器复合管柱划分为多个管段，所述多封隔器复合管柱上设置的配套工具位于所在管段的端部，每个所述管段的长度小于设定长度；对每个管段进行受力分析，其中对于含有所述配套工具的管段，将所述配套工具作为其特定力学边界；根据所述每个管段的受力分析，计算得到每个管段的轴向力及侧向力，其中，所述每个管段的轴向力计算公式如下：式中：i为管段编号；T_i1为第i个管段顶部所受轴向力，单位为KN；T_i2为第i个管段底部所受轴向力，单位为KN；α₂、α₁分别为第i个管段底部和顶部所对应的井斜角，单位为度；F_it为配套工具对管段的作用力，单位为KN；qi为单位长度管段所受重力，单位为KN/m；L_is为管段长度，单位为m；F_in为井壁或套管壁对管段的侧向力，单位为KN；μ为井壁或套管壁摩阻系数，小数，正负号的取法为管柱下井取负，上提取正；F_iE为管段弯曲引起的侧向力，单位为KN；θ_i为全交变化，单位为度；所述每个管段井壁或套管壁对其施加的侧向力计算公式如下：式中：F_indp为轴向力与重力分量形成的主法平面上的总侧向力，可以表示为：F_inp为副法线方向上的总侧向力，可以表示为：其中，分别为第i个管段底部和顶部所对应的方位角，单位为度；n₃为单位管段单位主法向量铅锤方向分量；所述配套工具对管段的作用力的计算公式如下：F_it＝F_ih+F_ip+F_iw+F_il式中：F_ih为第i个工具对管柱的活塞效应力，单位为KN；F_ip为第i个工具对管柱的膨胀效应力，单位为KN；F_iw为第i个工具对管柱的温度效应力，单位为KN；F_il为第i个工具对管柱的流体流动效应力，单位为KN；根据所述每个管段的轴向力及侧向力，得到所述多封隔器复合管柱的轴向力及侧向力分布。