基于突变理论建立套管损坏模型

发布时间：2017-06-22 17:12

  本文关键词：基于突变理论建立套管损坏模型，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了准确地描述套管发生挤毁变形,本文主要从能量角度出发,研究套管挤毁变形过程本质,基于套管塑性变形理论建立套管力学模型,基于虚功原理建立套管损坏平衡关系,即内力做功与外力做功相等,从而导出套管损坏力学模型。依据已建立的套管外挤力学模型,基于折迭突变理论,建立套管外挤载荷能量关系,基于该能量关系建立套管损坏模型,该模型可判定套管是否会发生突变挤毁变形,为研究在外挤载荷下套管挤毁变形提供新的研究方法。主要工作内容如下:首先,本文对突变理论进行了基本概述,并对突变理论的研究对象及其在各个方面的应用进行介绍。并通过对齐曼突变机构分析,引出了突变理论的基本原理、突变的指征、突变的类型,并对尖点突变和折迭突变模型进行对比分析,相比于尖点突变模型,应用折迭突变模型对套管挤毁变形进行判定更符合客观事实。其次,本文从能量角度出发研究套管挤毁变形更能揭示变形过程本质,基于套管塑性变形理论建立套管力学模型,基于虚功原理建立套管损坏平衡关系,即内力做功与外力做功相等,从而得到套管损坏力学模型。再次,依据已建立的套管外挤力学模型,基于折迭突变理论,建立套管外挤载荷能量关系,基于该能量关系建立套管损坏模型,若套管发生挤毁破坏产生突变时的能量释放量不为零,x沿分支1经某一点突然跳跃到分支2中,套管将发生突变,即套管突然破裂,则套管发生能量的聚集与突然释放,即该套管发生挤毁变形;若套管发生挤毁破坏产生突变时的能量释放量等于零,曲线中x由分支1经过原点过渡到分支2中,那么套管发生挤毁破坏将是渐近式破坏,该过程未发生能量的聚集与释放。最后,验证了套管挤毁过程套管突变破坏能量释放的计算模型,在套管发生挤毁变形时,应用基于折迭突变理的套管外挤损坏模型对套管挤毁变形的影响因素进行分析,得到影响套管发生挤毁变形的主要因素是径厚比和套管的屈服强度,残余应力和套管的几何缺陷对套管抗挤强度也有一定影响。套管的径厚比和屈服强度越高,其抗挤毁能力越强,反之,套管的残余应力和几何缺陷越低,套管越容易发生挤毁变形。套管发生挤毁破坏产生突变时的能量释放量的趋势变化与套管的挤毁压力相同,验证了本文建立的套管外挤损坏模型的正确性,因此,可以应用突变理论对套管挤毁变形进行研究。
【关键词】：挤毁变形 虚功原理 折迭突变 损坏模型
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE931.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 创新点摘要7-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 问题的提出及研究的意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 国内外套管挤毁研究现状12-14
• 1.2.2 国内外突变理论研究现状14-16
• 1.3 本文研究内容及创新点16-18
• 第二章 突变理论及其应用18-29
• 2.1 突变理论概述18-21
• 2.1.1 概况18-19
• 2.1.2 突变理论研究对象19-20
• 2.1.3 突变理论的应用20-21
• 2.2 突变理论基本原理21-26
• 2.2.1 齐曼突变机构21-25
• 2.2.2 突变指征25
• 2.2.3 突变类型25-26
• 2.3 折迭突变26-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 建立侧向载荷作用下套管损坏力学模型29-34
• 3.1 套管损坏力学平衡关系建立29
• 3.2 力学模型基本假设29-30
• 3.3 力学模型基本方程30-31
• 3.4 力学模型计算原理31-33
• 3.4.1 内力所做的功31-32
• 3.4.2 外力所做的功32-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第四章 基于突变理论建立套管外挤损坏模型34-49
• 4.1 建立套管挤毁变形突变模型34-37
• 4.2 建立套管外挤损坏能量关系37-39
• 4.3 套管外挤损坏模型验证39-44
• 4.4 套管外挤径向变形有限元模拟44-48
• 4.5 本章小结48-49
• 结论49-50
• 参考文献50-53
• 发表文章目录53-55
• 致谢55-56

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