Y型管节点应力集中系数有限元分析

用有限元计算了位于渤海湾的BZ-28单点停泊系统导管架Y型管节点在轴向力，平面内弯矩以及平面外弯矩作用下的热点应力集中系数以及支管和弦管应力集中系数的分布，并将结果与常用的参数公式进行比较。     

KK型管节点应力集中系数问题研究

采用有限元方法研究了在轴向力作用下KK型管节点应力集中系数与相同尺寸K型管节点的区别,指出在某些情况下用K型管节点应力集中公式分析KK型管节点会造成结构的不安全,必须引起工程界的注意。     

K型管节点应力集中系数计算方法适用性探讨

对于一些特殊的K型管节点,依据采用SACS软件提供的KAW、DNV及EFT法计算的应力集中系数对管节点疲劳寿命进行评价时,其结果与实际情况不符。针对这一问题,利用基于厚壳元的有限元法(大量工程实践检验结果表明该方法计算结果相对准确)对K型管节点的应力集中系数进行了计算,并将计算结果与KAW、DNV及EFT法计算结果进行了对比分析。对于特殊的K型管节点,应采用有限元法计算应力集中系数;对于普通K型管节点,EFT法适用于主要承受轴向荷载作用下的管节点应力集中系数计算,DNV法适用于主要承受弯曲荷载作用下的管节点应力集中系数计算。     

海洋平台管节点有限元分析中的若干问题研究

就海洋平台管节点有限元分析中的模型建立、网格划分、边界处理等若干问题进行了研究，得出有参考价值的结论。     

管节点的加强结构SCF控制方法

风机基础管节点在轴向力、面内弯矩和面外弯矩作用下的应力集中系数(Stress Concentration Factor,SCF)较高,往往导致多桩基础海上风机结构的疲劳极限状态成为其临界设计状态,需开展针对性研究工作。针对这一问题提出一种设置加强环和在平行于弦管轴向方向额外设置加强板的方法来控制其SCF的方法。通过有限元模拟软件ANSYS对3平面Y型管节点进行应力集中问题分析,分析结果表明几种加强构件的方法均能减小其SCF,该方法具有工程实用价值。     

平板中心圆孔边应力集中的有限元分析

应用ANSYS软件 ,对平板中心圆孔的应力集中进行了有限元分析 ,对圆孔平板在单向和双向应力条件下的应力状况进行了计算和分析 ,并将有限元结果与解析解进行了比较。分析表明 ,在单向应力条件下 ,圆孔大小对平板圆孔的应力分布没有明显影响     

钻杆管体体积型缺陷的有限元分析

利用有限元软件 ,采用三维线性静态方法 ,对常用的 12 7mmIEU钻杆在常见的 11种蚀坑类型下的应力分布进行了计算。计算结果显示钻杆管壁常见蚀坑的应力集中系数在 1 5～2 5之间 ,拉伸和弯曲载荷作用下蚀坑应力分布基本一致 ,弯曲载荷的分析完全可以采用拉伸载荷结果来替代。对一系列的计算结果通过最小二乘法拟合出蚀坑应力集中系数随蚀坑深度和宽度的数学关系表明 ,拟合曲线与计算结果有非常好的一致性     

抽油杆扳手方缺陷应力集中系数和容限

针对抽油杆扳手方部位经常出现引发断裂的各种缺陷的情况，建立了横向凹槽、平面凹坑和边棱凹坑三组有代表性的缺陷模型，利用平面模型有限元法计算结果及受拉伸无限体和半无限体旋转椭球面空洞和凹坑应力集中系数，求得近、远边界影响修正系数以及三组不同缺陷模型应力集中系数近似表达式。用三维趋势面图描述了这些应力集中系数的变化规律，求得各组缺陷容限方程，绘制了典型的容限图，为带缺陷抽油杆的修复使用和判废提供了理论依据。     

T形管节点处双裂纹干涉分析研究

为探求T形管节点处撑杆和弦杆上双裂纹之间相互干渉影响的规律与机理,利用节点位移法、单元应力法及ABAQUS数值模拟的方法计算撑杆周向上单个穿透裂纹的应力强度因子,将撑杆壁厚和裂纹长度作为影响因子进行分析计算;对撑杆和弦杆上的2条异面周向穿透裂纹的应力强度因子进行了有限元计算;讨论了不同撑杆壁厚、裂纹长度、载荷大小以及2裂纹间距等情况下弦杆裂纹的存在对撑杆裂纹的影响。研究结果表明:单个穿透裂纹的分析中应力强度因子与撑杆壁厚度和裂纹长度成正比关系;异面双裂纹的干涉分析表明弦杆裂纹对撑杆裂纹的扩展起到了抑制作用;由于撑杆裂纹的干涉效应,使弦杆裂纹应力强度因子随撑杆壁厚增加而缓慢增大。研究结果对于保障海洋平台、采油树及其配套设备的安全有重要意义。     

深海复合材料立管有限元分析与研究

国内油气资源开采逐步走向深海,传统的钢制立管已逐渐不能满足深水要求,国内对复合材料立管的研究起步较晚,有必要对复合材料立管的力学性能进行研究。利用ABAQUS有限元软件建立复合材料立管的有限元模型。进行了复合材料立管在内压、外压、拉伸载荷及综合载荷下的应力分析,分析结果显示复合材料结构中环向层主要承受内外压,纵向层主要承受端部张力,MCI部位存在应力集中,提出优化圆角过渡和增加弹性剪切层的办法以改善应力集中。     

圆柱壳与凸型封头连接处边缘应力有限元分析

本文利用弹性有限元分析方法计算了相同尺寸条件下圆柱壳与标准椭圆封头，球型封头，碟型封头连接处及其附近的边缘应力，给出了连接部位应力分布规律，并将这几种情况的边缘应力进行了对比。为工程设计中此几种情况的考虑，提供了数值上的参考。     

浅海井口抗冰装置结构计算的有限单元法

对辽东湾浅海单井井口保护装置采用隔水套管直接抗冰的可行性进行了研究。采用多种三维混合单元建立了一典型井口装置的有限元计算模型,该模型利用有限差分的原理真实地反映了地层对结构的约束。计算结果表明,在辽东湾浅海的60cm单层平整冰作用下,结构的位移和应力都在许可范围之内,最大位移为结构的顶部,最大应力发生在隔水套管与表层套管的上部连接环板上,而隔水套管内加固的水泥层对增加结构的强度、抵抗外载荷的作用起了不可忽视的作用。计算结果和现场两年多的应用表明,用增厚的隔水套管直接抗冰是可行的。     

套管偏磨曲率对其抗挤毁强度影响的有限元分析

随着油田开采的不断深入,应用于深井、超深井的套管经常发生偏磨现象。套管偏磨降低了其使用性能,尤其降低了其抗挤毁能力,使石油套管经常因偏磨而损坏,严重影响了原油的正常生产。文章主要运用有限元软件,研究了不同钻杆直径造成的套管偏磨对套管抗挤毁能力的影响。结果表明,随着钻杆直径增大,偏磨区域增大,但偏磨区域曲率变小。其综合影响是偏磨“月牙形”的曲率对套管的挤毁能力影响很小,而偏磨深度对套管的挤毁压力影响很大,因此实际钻井时,钻杆直径对套管抗挤强度的影响可以给以较少的考虑。     

浅海井口抗冰装置结构计算的有限单元法

对辽东湾浅海单井井口保护装置采用隔水套管直接抗冰的可行性进行了研究.采用多种三维混合单元建立了一典 型井口装置的有限元计算模型,该模型利用有限差分的原理真实地反映了地层对结构的约束.计算结果表明,在辽东湾浅 海的60cm单层平整冰作用下,结构的位移和应力都在许可范围之内,最大位移为结构的顶部,最大应力发生在隔水套管 与表层套管的上部连接环板上,而隔水套管内加固的水泥层对增加结构的强度、抵抗外载荷的作用起了不可忽视的作用. 计算结果和现场两年多的应用表明,用增厚的隔水套管直接抗冰是可行的.     

出砂套管受力有限元分析

油气井开采过程中.生产层段由于出砂将在套管外部附近形成空洞,破坏了套管的受力环境,套管外部失去支撑.由于上覆地层压力的作用,使套管在轴向压力作用下产生屈曲变形.本文用弹塑性有限元法建立了出砂段套管屈曲变形的有限元力学模型.根据此模型,分析了某出砂引起套损后,套管的形态;特定上覆层栽荷下,发生屈曲的自由套管段长度.这些结...     

蠕变地层中套管外载的有限元数值分析法

地应力与井眼稳定、井筒压力系统控制、井眼井斜及方位的控制和井身 结构的确定紧密相关。因此地应力场的研究是钻井工种设计的基础工作之一。目前国内外对地应力作用下的套管外载的研究非常重视，相继开展了室内模拟试验和有关理论的研究。文中主要用有限元数值分析法研究蠕变地层中地应力对套管外载的影响。     

有限元法在油气井井壁稳定计算中的应用

油气井井壁稳定问题是近年钻井工程研究的热门课题,通过大量文献调研表明,世界范围内每年用于处理油气井井壁失稳的费用高达5亿美元,损失钻井时间5％～6％。有限元分析方法能够解决井壁岩石在复杂受力条件下 的最大应力集中带,采用摩尔一库仑强度准则验证岩体失稳强度。根据地应力的3个主应力,建立井眼稳定的三维模型,利用有限单元法划分单元网格,通过计算得到了井壁处的最大应力,为解决油气井井壁稳定问题提供了重要的理论依据。