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【子领域应用举例】钻井工程

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采用CAE技术可以对钻井工程的地面设备系统以及地下设备部件进行力学性能和工作状态的预测与分析,优化工艺参数,减少安全事故,提高生产效率。用CFD可以很好地模拟井底的流动情况,为钻井工程中水力参数的设计,钻头水力结构的设计等提供重要的数据资料。


 

锥部剪切应力云图



钻头周围速度矢量图


水平井技术是提高油田采收率的革命性技术,在短半径水平井中管柱曲率达到30/m以上,水平井中的套管、油管以及井下工具承受着非常复杂的各类载荷,尤其是对管柱的连接部位――接头或接箍提出了更高的设计要求。ANSYS软件提供了三维仿真计算能力,应用功能强大的接触单元和方便的接触导向功能,可以有效地解决井下管柱以及接头的连接强度设计问题。下图是短半径水平井中油管接头的三维建模、在曲率半径为30/m的短半径水平井井眼中油管接头的弯曲变形、接箍应力与接头应力。


短半径水平井油管接头三维建模、井眼中油管接头的弯曲变形、接箍应力与接头应力