等井径膨胀套管螺纹接头的结构完整性研究

项目名称： 等井径膨胀套管螺纹接头的结构完整性研究

项目编号： No.51404284

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 矿业工程

项目作者： 徐书根

作者单位： 中国石油大学（华东）

项目金额： 25万元

中文摘要： 等井径膨胀管技术可实现无内径损失钻井，能应对海洋深水等复杂地层并降低开发成本，是钻井领域的一项革命性技术。然而高达30%的膨胀率对螺纹接头成形和承载的影响机理尚未明确，给接头材质、结构及成形工艺带来了新的挑战。本项目以孪生诱发塑性钢等井径膨胀套管螺纹接头的结构完整性为研究对象，研究材料在塑性大变形中的力学性能演化规律，建立包含包辛格效应的混合强化本构模型；利用非线性有限元数值模型，研究接头成形过程中应力应变演变规律和成形后的变形失调及残余应力分布规律；基于双剪强度理论，研究接头在拉伸、内压和外压等组合载荷下的承载性能，阐明材质性能演化、变形失调和残余应力对接头承载极限的影响规律；综合成形过程和承载性能，提出两级多参数结构完整性评价准则，并揭示接头形状、材质和膨胀工艺对结构完整性的影响规律。该研究有助于认识等井径膨胀管螺纹接头成形和承载中的力学问题，为该技术的发展和应用奠定坚实的理论基础。

中文关键词： 膨胀套管；螺纹接头；TWIP钢；结构完整性；残余应力

英文摘要： Monohole expandable tubulars technology is the revolution in well drilling and completion, which can realize the drilling without inner diameter loss. It can be used for the drlling in the deep sea water or other complicated process and to reduce the cost

英文关键词： Expandable tubular；Threaded connection；TWIP steel；Structural integrity；Residual stress