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含伸缩管的超深高温高压气井完井测试管柱3维力学行为分析

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本文提出了具有伸缩管的完井测试管柱3维有限元力学行为分析数值计算流程，并将其成功用于塔里木油田满加-4井完井测试管柱塑性变形分析。通过检验不同阶段的应力状态的数值结果，确定了完井测试管柱中塑性变形产生的施工阶段和载荷大小，从而为优化施工和管柱系统结构设计、避免以后发生管柱塑性变形提供了理论依据。
根据有限元数值计算结果，得到的结论包括以下4个部分：1）在坐封、压裂、放喷三种不同的施工阶段的压力及温度载荷下，伸缩管分开处的流体压力会引起比原来的有效重力载荷引起的轴向应力更大的轴向应力。2）在给定的施工压力及温度载荷下，伸缩管以下管柱发生弹性屈曲。等效应力最大值达到初始屈服极限80%，但尚在弹性范围；3）满加-4井封隔器水力锚下部锚固不佳，导致压裂载荷在油管柱上产生附加载荷，是致使油管柱发生塑性屈曲的因素之一；4）数值结果表明，机械坐封封隔器存在有效坐封载荷上限，释放悬重达到这个上限之后，更多的释放悬重将被油套间摩擦承受、而不会被封隔器承受，即发生“坐封系统自锁”。