[發明專利]油套管特殊螺紋接頭計算機仿真系統

在審

• 申請號: 201510032427.4
• 申請日: 2015-01-22
• 公開（公告）號: CN104573258A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 徐培林
• 申請（專利權）人: 南通永大管業股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及石油勘探技術應用領域，尤其涉及油套管特殊螺紋接頭計算機仿真系統。

背景技術

在進入21世紀以來，從石油天然氣鉆井開發技術的現狀和發展趨勢來看，采用旋轉鉆井仍將是今后油田勘探開發過程中最主要的鉆井方法。

實驗室通過有限元仿真軟件建立特殊螺紋扣油套管在各種工況下的有限元模型，繼而針對仿真結果與已有資料中的結果或實驗結果進行對比，給出合理的結果分析，結合公司的扣型試驗驗證、修正有限元模型；以上述工作為基礎，通過軟件的二次開發，搭建有限元仿真平臺，能夠對不同工況、不同規格的特殊螺紋接頭套管進行模擬計算，為公司今后特殊螺紋接頭套管產品的開發提供可靠的平臺。

發明內容

為了解決背景技術所存在的問題，本發明的目的是提供模擬油套管接頭使用環境的計算機仿真系統。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：油套管特殊螺紋接頭計算機仿真系統，所述仿真系統包括硬件系統和軟件系統，所述硬件系統包括服務器、顯示器、和打印機；所述軟件系統包括ABAQUS、ANSYS商用有限元軟件、PRO/E實體造型軟件、PYTHON二次開發語言、ACCESS數據庫編輯軟件以及普通辦公軟件，具體操作步驟為：

a、對油套管材料進行取樣、測試，得出每種材料在可能井況溫度范圍內的力學性能，包括材料的彈性模量、屈服強度、抗拉強度、硬化模式以及應力應變拉伸曲線；

b、建立材料溫度相關的本構模型，搭建管體材料數據庫；

c、應用AUTOCAD和Pro/E等實體造型軟件，對現有規格的特殊螺紋接頭套管進行CAD實體建模，得到用于CAE分析的幾何信息文件；

d、建立特殊螺紋接頭CAD數據庫；

e、將所建立的特殊螺紋接頭CAD模型導入到ABAQUS和ANASYS等有限元軟件中，進行有限元網格劃分，并施加邊界條件；

f、計算結果分析，出具分析報告。

進一步地，所述步驟f具體包括：模型計算結束后，對特殊螺紋接頭的關鍵部位進行受力分析，輸出螺紋連接處、密封面和臺肩處的接觸應力和應變；分析特殊螺紋接頭在各種工況下的連接強度、密封性能和耐粘結性；研究各種工況下螺紋接頭失效機理，計算出具體極限失效條件。

進一步地，以所述有限元模型為基礎，通過對商業軟件的二次開發，建立適合公司油套管產品的特殊螺紋接頭仿真與設計軟件平臺。

本發明有以下有益效果：首先通過有限元仿真軟件建立特殊螺紋扣油套管在各種工況下的有限元模型，繼而針對仿真結果與已有資料中的結果或實驗結果進行對比，給出合理的結果分析，結合公司的扣型試驗驗證、修正有限元模型；以上述工作為基礎，通過軟件的二次開發，搭建有限元仿真平臺，能夠對不同工況、不同規格的特殊螺紋接頭套管進行模擬計算，為公司今后特殊螺紋接頭套管產品的開發提供可靠的平臺。

附圖說明

圖1為本發明仿真設計軟硬件系統配置圖。

圖2為本發明仿真系統結構與功能展示圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。

本發明油套管特殊螺紋接頭計算機仿真系統，所述仿真系統包括硬件系統和軟件系統，所述硬件系統包括服務器、顯示器、和打印機；所述軟件系統包括ABAQUS、ANSYS商用有限元軟件、PRO/E實體造型軟件、PYTHON二次開發語言、ACCESS數據庫編輯軟件以及普通辦公軟件，具體操作步驟為：

a、對油套管材料進行取樣、測試，得出每種材料在可能井況溫度范圍內的力學性能，包括材料的彈性模量、屈服強度、抗拉強度、硬化模式以及應力應變拉伸曲線；

b、建立材料溫度相關的本構模型，搭建管體材料數據庫；

c、應用AUTOCAD和Pro/E等實體造型軟件，對現有規格的特殊螺紋接頭套管進行CAD實體建模，得到用于CAE分析的幾何信息文件；

d、建立特殊螺紋接頭CAD數據庫；

e、將所建立的特殊螺紋接頭CAD模型導入到ABAQUS和ANASYS等有限元軟件中，進行有限元網格劃分，并施加邊界條件；

f、計算結果分析，出具分析報告。

進一步地，所述步驟f具體包括：模型計算結束后，對特殊螺紋接頭的關鍵部位進行受力分析，輸出螺紋連接處、密封面和臺肩處的接觸應力和應變；分析特殊螺紋接頭在各種工況下的連接強度、密封性能和耐粘結性；研究各種工況下螺紋接頭失效機理，計算出具體極限失效條件。