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根据多孔介质中温度、渗流及应力之间复杂的耦合关系,基于连续介质力学和混合物理论,导出变形多孔介质热–流–固三场耦合模型及其控制方程,探讨有限元法的求解过程,以ABAQUS软件为求解器,在MATLAB语言环境下编制相应的计算程序,并通过典型算例考证程序的正确性。然后研究石油钻井过程中的热–流–固耦合作用过程,详细分析场耦合作用对井壁孔隙压力、温度和应力的影响,计算结果表明,热–流–固耦合作用对井壁稳定有重要的影响,应全面考虑各物理场之间的耦合作用。研究成果为分析岩土介质多场耦合过程提供一条有效的途径,从而为进一步研究温度–渗流–应力–化学(THMC)耦合问题奠定基础。 相似文献
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目前国内同时考虑多因素环境下对抽油杆CO2腐蚀影响的研究较少。为此,基于COMSOL多物理场耦合分析的方法和任意拉格朗日-欧拉法展开模拟含缺陷抽油杆CO2腐蚀规律研究,并结合某油田SN区块抽油杆腐蚀情况进行了分析。研究结果表明:随着温度的升高,抽油杆CO2腐蚀速率先增大后减小;抽油杆腐蚀速率随CO2分压的增大而增大,当其分压增大到0.5 MPa后,腐蚀速率增长放缓,最后趋于平稳;腐蚀速率随pH值的增大而减小,当温度为80℃时,抽油杆腐蚀速率降低90.7%;当抽油杆缺陷长度为1 mm时,腐蚀电位幅度变化最大,此时的腐蚀深度最深(1.3 mm)。研究结论可为含缺陷抽油杆在电化学腐蚀环境下使用寿命预测和安全评价提供理论支撑。 相似文献
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页岩气压裂施工中,某高压管汇由壬翼形螺母在服役期间发生断裂,从失效由壬翼形螺母断口位置取样,进行宏观、微观观察,断口能谱分析,硬度测试及金相检验等,并利用ABAQUS软件对由壬翼形螺母进行力学分析,揭示其失效机理。结果表明:螺母内径存在多点疲劳源,断口中央有明显贝纹线且被红褐色(Fe2O3)、黄绿色(FeCl2)腐蚀产物覆盖;微观断口表面存在球状氧化物,能谱分析表明其含有一定量的Ca、Si元素,螺母原材料中存在较多C类和D类非金属氧化物;硬度和金相组织均达到工艺要求;有限元分析所得产生应力集中的部位与实际断裂位置一致,即靠近母由壬螺纹顶端处,且最大应力为910 MPa,超出材料屈服强度。故由壬翼形螺母失效机理为腐蚀疲劳断裂。最后,提出了相应的改进措施。 相似文献
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