[发明专利]油套管特殊螺纹接头计算机仿真系统

说明书

技术领域

本发明涉及石油勘探技术应用领域，尤其涉及油套管特殊螺纹接头计算机仿真系统。

背景技术

在进入21世纪以来，从石油天然气钻井开发技术的现状和发展趋势来看，采用旋转钻井仍将是今后油田勘探开发过程中最主要的钻井方法。

实验室通过有限元仿真软件建立特殊螺纹扣油套管在各种工况下的有限元模型，继而针对仿真结果与已有资料中的结果或实验结果进行对比，给出合理的结果分析，结合公司的扣型试验验证、修正有限元模型；以上述工作为基础，通过软件的二次开发，搭建有限元仿真平台，能够对不同工况、不同规格的特殊螺纹接头套管进行模拟计算，为公司今后特殊螺纹接头套管产品的开发提供可靠的平台。

发明内容

为了解决背景技术所存在的问题，本发明的目的是提供模拟油套管接头使用环境的计算机仿真系统。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：油套管特殊螺纹接头计算机仿真系统，所述仿真系统包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统包括服务器、显示器、和打印机；所述软件系统包括ABAQUS、ANSYS商用有限元软件、PRO/E实体造型软件、PYTHON二次开发语言、ACCESS数据库编辑软件以及普通办公软件，具体操作步骤为：

a、对油套管材料进行取样、测试，得出每种材料在可能井况温度范围内的力学性能，包括材料的弹性模量、屈服强度、抗拉强度、硬化模式以及应力应变拉伸曲线；

b、建立材料温度相关的本构模型，搭建管体材料数据库；

c、应用AUTOCAD和Pro/E等实体造型软件，对现有规格的特殊螺纹接头套管进行CAD实体建模，得到用于CAE分析的几何信息文件；

d、建立特殊螺纹接头CAD数据库；

e、将所建立的特殊螺纹接头CAD模型导入到ABAQUS和ANASYS等有限元软件中，进行有限元网格划分，并施加边界条件；

f、计算结果分析，出具分析报告。

进一步地，所述步骤f具体包括：模型计算结束后，对特殊螺纹接头的关键部位进行受力分析，输出螺纹连接处、密封面和台肩处的接触应力和应变；分析特殊螺纹接头在各种工况下的连接强度、密封性能和耐粘结性；研究各种工况下螺纹接头失效机理，计算出具体极限失效条件。

进一步地，以所述有限元模型为基础，通过对商业软件的二次开发，建立适合公司油套管产品的特殊螺纹接头仿真与设计软件平台。

本发明有以下有益效果：首先通过有限元仿真软件建立特殊螺纹扣油套管在各种工况下的有限元模型，继而针对仿真结果与已有资料中的结果或实验结果进行对比，给出合理的结果分析，结合公司的扣型试验验证、修正有限元模型；以上述工作为基础，通过软件的二次开发，搭建有限元仿真平台，能够对不同工况、不同规格的特殊螺纹接头套管进行模拟计算，为公司今后特殊螺纹接头套管产品的开发提供可靠的平台。

附图说明

图1为本发明仿真设计软硬件系统配置图。

图2为本发明仿真系统结构与功能展示图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

本发明油套管特殊螺纹接头计算机仿真系统，所述仿真系统包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统包括服务器、显示器、和打印机；所述软件系统包括ABAQUS、ANSYS商用有限元软件、PRO/E实体造型软件、PYTHON二次开发语言、ACCESS数据库编辑软件以及普通办公软件，具体操作步骤为：

a、对油套管材料进行取样、测试，得出每种材料在可能井况温度范围内的力学性能，包括材料的弹性模量、屈服强度、抗拉强度、硬化模式以及应力应变拉伸曲线；

b、建立材料温度相关的本构模型，搭建管体材料数据库；

c、应用AUTOCAD和Pro/E等实体造型软件，对现有规格的特殊螺纹接头套管进行CAD实体建模，得到用于CAE分析的几何信息文件；

d、建立特殊螺纹接头CAD数据库；

e、将所建立的特殊螺纹接头CAD模型导入到ABAQUS和ANASYS等有限元软件中，进行有限元网格划分，并施加边界条件；

f、计算结果分析，出具分析报告。

进一步地，所述步骤f具体包括：模型计算结束后，对特殊螺纹接头的关键部位进行受力分析，输出螺纹连接处、密封面和台肩处的接触应力和应变；分析特殊螺纹接头在各种工况下的连接强度、密封性能和耐粘结性；研究各种工况下螺纹接头失效机理，计算出具体极限失效条件。