目前针对稠油油藏的开发最主要的方法是热力开采。热力开采稠油油藏的主要方式是注蒸汽,通过将地面产生的蒸汽注入地层降低稠油粘度来开采稠油。注蒸汽开采过程中,固井套管承受最高达350℃的高温,由于套管被水泥环封固而限制热胀冷缩的自由进行,导致套管产生较高的热应力。热应力是热采井套管损害的主要原因之一。目前解决这类问题主要途径之一是采用预应力固井技术。预应力固井技术就是在固井注水泥前或注水泥后对井内套管串施加一定的预拉力(也称为预应力),在施加预应力的情况下使水泥浆凝固。由于提前对套管施加了预应力,套管产生了一定的预伸长,从而能够减小或抵消注蒸汽时热应力造成的套管伸长,防止套管损坏,保护油井从而延长寿命。施加预应力时应将套管底部固定,在井口上提套管,使套管串产生预伸长。预应力与预伸长的大小,应与套管受热时产生的热应力和膨胀伸长相等,这就是预应力固井技术的实质。要施加预应力,必须采用一定的方法将套管底部固定,地锚就是用于套管底部固定即“锚固”的装置。同时,应增加固井水泥对套管的封固长度甚至对全井套管进行封固,增强套管与地层的胶结质量。实践证明,预应力固井能够满足稠油注蒸汽热采的要求。国内预应力固井地锚的设计存在的问题：现有预应力地锚多用于直井,在斜井中的应用很少,在资料上还没有看到固井地锚在大斜度井和水平井中的应用。如果地锚所处的地层强度较低,提拉所产生的预应力不能满足稠油注蒸汽热采的需要。针对国内预应力固井地锚的设计中存在的问题,本文提出了单元式预应力固井地锚,该地锚可根据地层强度的不同选用不同级别的地锚进行底部锚固,很好的解决了地锚在较软地层中锚固所存在的问题。同时也可应用于水平井和大斜度井中。伴随着计算机技术的应用与发展,有限元分析方法在工程实际中的得到了较好的应用。并初步显现出其可靠,精确的优越性,因此本文针对地锚的关键部件锚爪借助ANSYS LS/DYNA进行了仿真分析和研究。为了研究不同爪尖角,不同吃入角度对锚爪吃入地层的影响,本文通过合理选取有限元单元及其参数,同时合理的建立有限元模型对锚爪吃入井壁进行仿真研究。本文通过建立锚爪吃入井壁时三维力学模型,在简要介绍LS/DYNA显示动力学分析求解过程后,分别对锚爪以不同吃入角度吃入井壁和锚爪以相同吃入角不同爪前角吃入井壁两种工况进行了仿真研究。得到：1)锚爪吃入井壁深度越大,地层的抗力越大。锚爪的张开角度越小,在提拉过程中越容易吃入井壁。2)刚开始提拉过程中,由于存在提拉加速度,锚爪与井壁之间的作用力很大。随着锚爪吃入井壁深度增加,井壁受到的等效应力增加。3)在较软地层如果预拉力大于地层的抗力,地锚的锚固失效,不能满足热采井的需要。通过对井径为310mm中三种不同锚爪前角的仿真分析得到：1)锚爪前角减小,锚爪的吃入深度会减小。锚爪的吃入深度越小地层的抗力越小。2)在本仿真结果中锚爪前角为32。时有利于锚爪吃入地层。本文有待改进之处,首先,对单元式预应力固井地锚的研究还不是相当的完善,缺少一些实验数据。其次,在利用ANSYS LS/DYNA做动力学仿真模拟时也存在一些局限性。1单元式预应力固井地锚需要做水力实验,检测地锚的打开情况,同时对锚爪应做强度实验,检验锚爪强度能否满足实际需要。只有通过大量的实验对实验数据进行分析,同时与理论计算相对比,使得仿真计算的结果更加符合实际情况。2由于时间的原因,在锚爪不同参数对锚爪吃入地层的研究算例不够多,同时可以根据不同地层参数进行仿真模拟,得出不同地层的抗力的大小,指导地锚级别的选用。3对岩石材料的研究有待于进一步的完善。4可以借助于其他软件如VB, JAVA等开发出适合现场应用的操作界面