偏磨套管破裂强度的有限元 分析与解析计算方法

在水平井和定向井的钻井过程中，套管内壁和旋转着的井下工具及接箍之间经常发生接触，使套管内壁发生偏磨。本文将偏磨套管的破裂强度问题看作失稳问题，并应用弹塑性有限元方法分析了偏磨套管的破裂强度，同时用非线性规划的方法建立了偏磨套管破裂强度下降的百分数与套管磨损形状之间的计算公式。应用有限元程序的计算结果与试验结果具有良好的一致性，因此表明了弹塑性有限元方法具有高度的适应性。结果表明，偏磨套管破裂强度下降的百分数正比于套管壁厚下降的百分数，而且偏磨角度对破裂强度只有很小的影响。