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膨胀波纹管技术具有套管补贴、堵漏、封隔坍塌地层等功能,具有广阔的应用前景。针对Φ215.9mm波纹管现场试验过程中水力膨胀需求,采用有限元弹塑性分析的方法和ABAQUS有限元计算软件,建立波纹管膨胀模型,考虑波纹管材料、壁厚、井眼直径、井斜率因素的变化,模拟分析波纹管在井下施工压力下的膨胀过程,得出波纹管在直井段,水平井段,弯曲井段的膨胀规律。首先介绍影响波纹管膨胀规律的因素有波纹管材料分别是YS1、YS2、YS3,波纹管壁厚分别为7mm、8mm、9mm,井眼直径为230mm-245mm,井眼曲率分别为10°/30m、20°/30m、30°/30m。根据波纹管的管串结构选择波纹管的连接方式是螺纹连接和焊接并用,根据波纹管成型难易程度及对膨胀性能的影响等,选择波纹管截面形状为“8”字型。其次建立直井段中波纹管膨胀模型,找出波纹管膨胀后的截面变形及应力应变分析,得出膨胀管最大应力的位置在波纹管外壁的波峰处;分析在膨胀过程中,井眼直径、波纹管壁厚及波纹管材料对膨胀规律的影响,结果表明:直井段中管壁厚为7mm时,波纹管膨胀较好;井眼直径越大波纹管越容易膨胀,井眼直径为237mm-240mm时,波纹管膨胀较好;波纹管材料对波纹管的膨胀性能影响较小,波纹管材料为屈服轻度最小的YS2时,波纹管膨胀的相对较好。同时分析了波纹管膨胀后的抗内压和抗外挤强度,得出的结果为不圆度对波纹管的抗外挤强度影响很大。最后建立水平井段,弯曲井段膨胀波纹管模型,研究膨胀管下入及膨胀过程和膨胀管的膨胀规律。分析表明:弯曲井段下,井斜率对波纹管波谷、长轴以及波峰处的直径变化影响不大,波纹管壁厚、波纹管材料及井眼直径对波纹管膨胀规律的影响与直井段的变化规律相似。水平井段亦是如此。通过对焊缝评价后表明:焊缝的应力大于管体处应力,应变也大于管体处的应变,但小于管材的伸长率0.33,说明焊缝安全。