割缝筛管强度
热采井中复合缝腔割缝筛管的抗压强度研究
摘 要 根 据热 力学原 理 ，结合 特 定现 场 地层 特 点 ，计 算 了在 热 采过 程 中筛 管表 面 温度 分 布 ，
并利用 有 限元 软件 分析 了在 此 温度 分 布 条 件 下 筛 管 的抗 压 强度 。结 果 表 明，在 外部 围压 作 用 下 ， 筛管 的应力分 布不 均衡 ，仅有 局部极 小 的 区域 应 力 较 大 ，该 区域 主要 集 中于 筛 管 的缝 腔处 。在 热 采 情况 下计算 的筛管整体 Ｖ ｎＭｉ ｓ应力 大于在 常温 下计算 得到 的应力 。在较 大 的外压 载荷下 热采 ｏ ｓ ｅ
且还有弯 曲应力存 在 ，割缝筛管 破坏 的可能性更 大 。 有效地提 高割缝筛 管 的综合 力学 性 能 以延 长 其在 稠
油热采井 中的使用 寿命 是 一个 重要 的研 究 课题 ， 目 前关于稠油热 采井 中割 缝筛 管强 度方 面 的研究 资 料 较少 。针对上 述情 况 ，笔 者研 究 了蒸 汽吞 吐井 在 热 采过程 中的温度 对筛 管强度 的影 响关 系 ，为 稠油 热 采 井割缝筛管 的应用 提供 了理论 与技术 支持 。
义¨ 。 目前 ，我 国稠 油油 藏主要 采取 注蒸 汽 等热 采 方式 ，随着 热采井 吞 吐轮次 的增加 ，油井 出砂 日 益 增多 ，治理 难度不 断加 大 ，有些 油井甚 至被 迫停 产 ，如何 有效 地治 理油井 出砂 已成 为改 善 区块 开发 的关键 之一 ，尤其是 对疏 松 的砂岩 油藏 而言更 为重 要 。采用 割 缝 筛 管 作 为 防 砂 工 具 的 机 械 防 砂 技 术 是 目前 国 内外 油 田较 为 常 用 的一 种 稠 油 防 砂 技 术 ，并在 实 际生产 中取得 了 良好 的效 果 。 图 中筛管 内 、外壁 半径分别为 ｒ ｒ ；套 管 内 、 。 外壁半径 分别 为 ｒ ｒ ；水 泥层外 层 半径 为 ｒ；筛 。 。 管 内 、外 壁平 均温度分 别为 、 ；设 套管 内 、外 壁平均温度分别 为 、 。 ，水 泥层 外层平 均温度 为
水平井割缝筛管完井技术应用
水平井割缝筛管完井技术应用随着我国经济社会的快速发展，各行业对于自然资源的需求量也在不断增长，对于矿产资源说也是如此，石油作为一种重要的自然资源，对于我国工业的发展有着重要的意义，水平井割缝筛管完井技术就是一种先进的开发技术，是开发裂缝性油藏的有效手段，但是在具体的开发工作中需要把握的关键因素比较多，因此加强相关的研究工作很有必要，本文结合我国相关开发工作的实际情况，对该项技术的概况和应用进行了研究。
标签：水平井;割缝筛管;技术应用引言：水平井割缝筛管技术从产生至应用经历了一定的发展周期，在发展的过程中积累了一定的经验和教训，所以在行业中有着愈发广泛的应用，譬如1997年大港油田的开发就对相关技术进行了应用，有效提高了开发工作的质量和效率，这项技术的应用潜力毋庸置疑，但是由于具体的工作流程比较多也比较复杂，所以行业工作人员需要发挥自身的主观能动性，及时解决施工出现的种种问题，譬如缝隙易堵等问题。
一、割缝筛管的特点想要对其应用有一个更为全面的认识和把握，对割缝筛管的特点进行把握很有必要，主要可以有以下几项特点：（一）便于下井大部分的油藏资源开采工作都是在井下进行，这是开发工作中的一大难点，因为井下的环境较为复杂，存在的不稳定因素也比较多，也会提高开采工作的难度，传统的开发技术下井环节较为复杂，不仅增加了相关的工作量，对于促进行业的资源优化配置也非常不利，割缝筛管技术的利用就在很大程度上改善了这种情况，对于行业的长远健康发展来说非常有利。
（二）适用性高我国的地质环境类型比较多，矿产资源的分布也比较复杂，这就对开采技术的适应性提出了更高的要求，传统的开采技术适应性比较低，针对一些环境较为复杂的区域无法推进科学合理的工作，这也是割缝筛管技术的一大优越之处，割缝筛管的强度比较高，能够承受一定的弯曲，适应性得到了大幅度的提高。
（三）成本较低资源在开发的过程需要耗费一定的成本，在油藏资源的开发中也是如此，但是传统的资源开发需要耗费一定的成本，不仅体现在资金上，在施工人员上也说是如此，成本较高不仅不利于促进行业的资源优化配置，同时也不利于行业的长远健康发展，割缝筛管技术就在很大程度上改善了这一点，因为这种技术的适应性比较强，具体的施工流程也比较简单，因此成本也比较低，利于行业的长远发展。
水平井割缝筛管下入强度研究
石 油
一
机
械
１ 一 ８
Ｃ ＩＡＰ Ｔ Ｏ Ｅ ＭＭ Ｃ ＩＥ Ｙ ＨＮ Ｅ Ｒ Ｌ Ｕ Ａ ＨＮ Ｒ
２１ ００年
第３ ８卷
第 ３期
●专 题研 究
水 平 井 割 缝 筛 管 下入 强 度 研 究
张 恒 李 春福 徐 学军 杨 文 领 张立 娜
（限公 司 ）
（） １ ０
称 之为 总刚 阵 。令 ： 、 、 …
、 。
单元 任 意点处 的应 力分量 有 、
、 。
应变 分量有 、 、ｓ 、
｛ ｝ ＝Ｊｖ ｛ ｄ ＋ＪⅣ ｛ ｄ （１ Ｒ ［ ］ ｝ ， ｆ ｖ ［ ］Ｆ｝ １） ｓ
Ｉ
方 向位 移 “ ，Ｙ方 向位移 ，Ｚ方 向位移 Ｗ。 应变 和位 移关 系 ：
１３ 载 荷 ．
１ 割缝 筛 管 强度 计算
１ １ 割缝筛管 计算模 型的选取 ．
计 算割缝筛 管挠度 时割缝筛 管承受 的载荷有 割
为了简化模型，计算时从整个割缝筛管柱中选
取长度 为 △ 的微 元段 作为 研究 对象 。 由于割 缝筛
管在造斜段 时的工作条件最恶劣，受力及 变形均 大 。因此 ，在计算 割缝筛 管强度 时 ，在造斜段 选取
一
缝筛管的自重和钻井液的浮力。造斜段的割缝筛管 承受 的外力 主要 有割缝 筛管的 自重 、大 钩载荷 、割 缝筛 管与井 壁 的摩擦 阻力 和井壁对 割缝筛管 的径 向
基于ANSYS的割缝筛管应力分析和结构优化
油 气 井 出砂 一 直是 困扰 疏松 砂岩 油藏 开采 的重 要 问题 ＿ ］ 】 。在油 田常用 的机 械 防砂 方 法 中 ， 缝筛 。 割 管 因为管 、 同体 ， 有 刚性好 、 刮磨 、 缝 具 抗 强度 高 、 耐 腐 蚀 、 隙均 匀 、 径 大 、 阻小 、 问 管 流 重复 利用 率高 的优
尹 飞 ， 宝奎 ， 高 高 宏
（ 国 石 油 大 学 （ 京 ）石 油 工 程 学 院 ， 京 １ ２４ ） 中 北 北 ０ ２ ９
摘要 ： 防砂 完井 中割 缝 筛 管使 用广泛 ， 对 其 应力和 结 构研 究不足 。应 用 ＡＮＳ 但 ＹＳ软 件 对割 缝 筛管
进行 有 限元数 值模 拟 ， 以得到 在 采油 工况 下割 缝 筛 管的应 力分 布 。通 过 改 变割 缝 筛管 的结 构 参 可
关系， 以期 为 割缝 筛 管 的 强度 分 析 和结 构 设计 提 供
参考 。
寿命 ， 因此有 必要 对 筛 管 的抗 内外 压 强 度 进 行 深 入
的研 究 。
ｌ 割 缝 筛 管 受 力有 限 元 分 析
目前 ， 内主要 从 采 油 防砂 的角 度对 筛 管 进 行 国
２１ 年 第 ４ ０１ Ｏ卷 第 ６期 第 ８页
文 章 编 号 ：０ １３ ８ （ ０ １ ０ ～０ ８０ １ ０ — ４ ２ ２ １ ） ６０ ０ — ３
等离子割缝筛管
（二）等离子割缝筛管的技术工艺
该割缝筛管是将油管和石油套管经过机械加 工、表面电处理后组装而得。主要工艺框图 如下：
油石 油 套 管管 下 车 螺 料 纹 数 控 割 缝 表 面 电 处 理 组
成品
装
石油割缝 防砂筛管
（三）复合型腔割缝管的特点
1、等离子割缝管复合（T型）缝腔结构的优越性 目前国内外油田广泛使用的割缝管多为矩形或单梯形缝管，矩形 缝的缝宽从管外道管内是一致的，易造成砂粒堵塞，降低采油效 果。单梯形缝管由于角度较大，缝口较尖锐，在液体及其携带的 微细砂粒的告诉磨蚀作用下，易使缝口的尖角磨损、缝宽变大， 从而降低割缝筛管的效果和使用寿命。 每条复合型腔割缝都是由管外至管内依次连接的外窄内宽角度较 小的梯形缝、过渡圆弧和角度较大的梯形缝构成的。该筛管外层 的梯形缝角度很小（是微梯形），当有微小的砂砾进入缝腔时， 可被液体带走，不易造成缝腔的堵塞，使缝腔保持畅通，可有效 降低液流对缝口的磨损速度，提高筛管的使用寿命；管壁内层大 角度的梯形缝可较大地降低缝对原油的流阻，有效地提高原油的 采出率。
（三）复合型腔割缝管的特点
4、缝宽的特点—尺寸精度高 缝宽的尺寸一致性好、精度高，在缝的两端 不存在“火柴头”现象，可有效地提高筛管 的强度和防砂效果。 5、使用特点—可重复利用、适用范围广 复合型缝腔割缝筛管具有结构简单、流阻小、 强度和重复利用率高等优点，可应用于水平 井、分支井等先期完井和砾石充填完井。
二、机械防砂工艺应用现状
割缝筛管有以下两种：激光石油割缝筛管、 新型复合缝腔石油割缝防砂筛管。
二、机械防砂工艺应用现状
激光割缝筛管
国家“八五”重点攻关项目“油田用割缝筛管的激 光切割工艺研究”的启动和实施使得割缝衬管结构 设计和加工有了较大突破。目前利用激光割缝技术 不但可以切出简单的直线缝，而且可以加工出难度 较大的折线缝、曲线缝、和梯形缝等性能优良的割 缝。彻底改变了金属嵌块法、陶瓷刀片切割法割缝 密度小、加工慢、费工费时、造缝开度不均,缝口 处强度下降的弊端，更好地保证了缝隙的精确度。 激光石油割缝筛管具有割缝边缘垂直度好，切边光 滑，无毛刺以及抗蚀性、耐磨性等特点，在特稠油 井、水平井、大斜度井上应用效果较好。
割缝筛管损坏影响因素与载荷分析
也 会 产 生压 缩载 荷 。 管 外 壁 围压 变 化 会 套 产 生 轴 向力 。 扭 转 载 荷 。 下 入 遇 阻 时 ， ③ 在 旋 转 筛 管会 产 生 扭转 载荷 。 外 壁 围压 载 ④ 荷 。 覆 岩 层 压 力 是 由孔 隙 流 体 和 孔 隙 介 上 质 支 撑 ，即 上 覆 岩 层 压 力 。 等 于 孔 隙 流 体 压 力 Ｐ和 孔 隙 介质 压 力 Ｔ 之 和 。在 正
进 行 划 分 ，见 图 ２ 。 实 体 几 何 模 型 为 轴 对称三维模型， 当承 受 均 匀 围 压 时 ， 截 可 取其 １ ／ 为 计 算 ４作
常 压 力 地 层 中 ， 孔 隙 压 力 梯 度 为 １ ． Ｐ ／ 地 层 压 力梯 度 为 ２ ｋ ａ ０５ ａ ｋ ｍ， ２Ｐ／ ｍ。在 超高压地层 中， 隙压力梯度大于或远大 孔 于 １ ． Ｐ ／ 地层是欠压 实的。随着超 ０５ ａｍ， ｋ 高压 、 压 实油藏 的开采 ， 隙压力会逐 欠 孔 渐减小 ， 地层 会被逐渐 压实 并下沉 ， 它对 筛管的寿命有很大的影响 。研究表 明， 地 层压 实作用对 斜井 中筛 管 的危 害 比直井 中大 ， 随着 井斜 角的增大 而增大 ， 隙 且 孔 压 力降低 ， 筛管所 受的 围压 增加 ， 同时水 平应力增加 ３ ３％， 在油井 生产过程 中， 不 能通过筛管 孔眼 的砂 砾在其 外壁形 成砂 拱 ， 会对筛管产生围压。 也 二 、 缝 筛 管 受 力 分 析 割 （） １ 理论基础 。 根据割缝筛管 的形状 ， 将整个结构离散成 若干个 单元 ， 建立每个 单元的受力和变形方程 ， 将若干个单元的 静力学 方程组 合起 来就 可 以得 到反映割 缝筛管的受力的静力学方程 ， 以便 求 解 出 其抗外挤强度 。 （） 型建立 。 ２模 ①割缝筛管结构 。 见图 １ 。割缝参数 ： 矩形缝， 筛管长度 ２ ０ｍｍ， １ 缝 宽 ０４ ｍ，割 缝长 度 ６ ｒ ． ａ ｒ ０ ｍ，缝 间距 ａ ４ ｍｍ， 圈割 缝数 ３ ０ 每 ６条 。② 网格 划分 。 有限元 网格划分是 将实体 模型结构 离散 成单元的过程 。进入前 处理 ， 定义材料的 参数 （ 弹性模 量 、 泊松 比等 ） 选择 单元类 ， 型 。根据割缝筛管的结构 ， 运用 自由网格
石油筛管
石油筛管概述
一.石油筛管的定义
石油筛管的主要作用就是防沙，由于开采石油使油井所处的地质，沙层不同所采用的管子的钢级和种类不同。
二.石油筛管的种类
1.割缝筛管
2.钻孔筛管
3.绕丝筛管
4.桥式筛管
5.复合筛管
三.石油筛管的特点
1.石油筛管采用J55或N80石油套管本体加工，强度高，不易变形
2.割缝边缘垂直度好，切边光滑、无毛刺，割缝均匀。
3.过流面积大，27/8”筛管300条割缝/1.5m，过流面积72每立方厘米，比同规格油管过流面积大2.4倍。
利于液体流动。
4.在斜井及水平井中使用其优越性更加明显。
5.整体进行防腐处理，在筛管的各表面形成致密的防护层，提高了筛管的抗腐蚀性及耐磨性，可有效延长其井下工作的寿命。
6.适用于出砂粒径大于0.3mm的出砂井防砂。
7.操作简单，使用方便，内通径大，易于进行管串配置
四.石油筛管主要技术参数：
管材类别：石油套管、油管；
管长（单根）：≤15m；
管材外径：50～500mm（长度≤15m）、
壁厚：≤20mm；
缝宽：（0.10～4）mm±0.03mm；
缝数：任意；
布缝类型：平行、交错、螺旋；
轴表缝距：任意。
煤层气水平井割缝筛管优化设计
煤层气水平井割缝筛管优化设计杨睿月;黄中伟;李根生;付宣;袁进平【摘要】煤层气水平井割缝筛管的优化设计考虑了割缝参数对筛管抗挤强度和产能的影响.采用有限元数值模拟对比分析了布缝参数对筛管抗挤强度的影响.采用割缝筛管表皮因子模型,计算了不同布缝参数下割缝筛管引入表皮因子的大小.基于遗传算法的多目标优化方法,以筛管最大抗挤强度、最小表皮因子为优化目标,建立了割缝筛管优化设计模型,得出了高抗挤强度、低表皮因子的割缝参数的最优组合.结果表明:煤层气井中的割缝筛管更适宜采用交错布缝;其过流面积可达3％～10％;产气量高的井采用高缝密、短缝长、缝单元内缝数为3或4条的筛管;煤层埋深较深的井,采用低缝密、长缝长、缝单元内缝数为2或3条的筛管.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2014(039)011【总页数】7页(P2269-2275)【关键词】煤层气水平井;割缝筛管;抗挤强度;表皮因子;遗传算法【作者】杨睿月;黄中伟;李根生;付宣;袁进平【作者单位】中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室,北京102249;中国石油天然气集团钻井工程技术研究院,北京100195【正文语种】中文【中图分类】P618.11割缝筛管完井技术主要用于煤层气水平井中以防井眼坍塌,即在裸眼段下入带缝的筛管确保井壁稳定;同时,还可防止煤层出砂以及煤粉堵塞孔隙,从而达到防砂、防煤粉、保护井壁的作用。
相比于其他完井方式,割缝筛管结构简单,成本较低,有利于降低煤层气井的先期投入。
常规油气井中割缝筛管完井的优化设计已进行了大量研究,这些研究主要分为两大类:① 分析割缝参数对筛管强度的影响[1-3],在强度满足的范围内增加筛管的过流面积[4-5];② 分析割缝参数对单井产能的影响,减小由割缝引起的表皮因子[6-8]。
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基于ANSYS 的割缝筛管强度分析王路超 徐兴平（中国石油大学（华东）机电工程学院, 山东东营 257061）摘要摘要：油层出砂是砂岩油藏开采过程中常见的问题之一。
随着割缝筛管在油田的完井防砂中得到了广防地应用，割缝筛管损坏问题也日益凸显。
但对此进行的评估却相对很少。
为此，本文以胜利油田中应用的筛管为例，利用ANSYS 软件对其进行受力分析，以期为筛管设计提供一定的理论参考，同时希望能起到抛砖引玉的作用。
关键字关键字：：完井防砂；割缝筛管；ANSYS ；强度分析中图分类号：TE925+.3Strength Analysis of Slotting Screen with ANSYSWANG Lu-chao XU Xing-ping(College of Mechanical and Electronic Engineer, China University of Petroleum (East China)，Dongying 257061，China)Abstract: Sand production in reservoir is one of common problems during the process of sandstone reservoir exploitation. Along with the wide application of slotting screens for completion and sand control in oil fields, the damage of slotting screen is ever-increasingly appear. However, assessments on this phenomenon are relatively less. Therefore, this paper takes screens used in ShengLi Oil Field as an example to conduct stress analysis with ANSYS in order to provide same theoretic references for screen design.Key words: completion and sand control; slotting screen; ansys; strength analysis 1 引言油层出砂是疏松砂岩油藏开采过程中常见的问题之一。
油层出砂不严重时，它的直接危害是形成砂堵，影响油井产量。
同时，也会磨损抽油泵和抽油杆，增加清砂作业的工作量。
油层出砂严重时，会堵塞油井致使油井停产，也可能使地层亏空，井壁坍塌，导致井下筛管或套管挤毁事故的发生。
防砂可采用的完井方式有割缝筛管、绕丝筛管、预制筛管、砾石充填、压差控制、地层胶结、压裂-封堵等。
其中，缝筛管完井是一种较为简单而且实用的完井方式，具有井身结构简单、成本低、完井速度快、渗流面积大、产能高的优点。
目前，油田常用的机械防砂方法有割缝筛管、绕丝筛管等方法。
绕丝筛管易出现“跑丝”，因钢丝与筛管的热膨胀系数不一致，受热时易出现“乱丝” [1]，尤其在通过大斜度井和水平井的弯段时，不可避免地要与井壁或套管发生碰撞、挤压和摩擦，也容易出现“乱丝”现象，造成筛管损坏或缝隙变形，致使完井质量和防砂效果降低或失效。
且制造工艺也较复杂，造价相对较高（是割缝筛管的 1.5-2倍）。
相比之下，割缝筛管因为管、缝同体，具有钢性好、抗刮磨、强度高、耐腐蚀、间隙均匀、管径大、流阻小、重复利用率高的优点，且其价格低廉，因而在油田采油防砂中得到了广泛应用。
2 割缝筛管概述2.1 割缝筛管防砂机理首先在近井地带充填石英砂(或涂敷砂)，形成第I级挡砂屏障，然后在油层部位下入割缝筛管，环空充填石英砂，在油层部位形成完整的挡砂屏障，生产时阻挡地层砂进入油井，从而达到防砂目的（如图1）。
图1 割缝筛管防砂原理示意图2.2 割缝缝形结构及布缝格式割缝的大小和形状对筛管的机械性能和防砂效果有着非常重要的影响。
根据原油的粘度、砂粒的粒度等地质状况和油井投产后的产量等要求，可以对筛管割缝的有关参数进行设计。
表面缝型分为直线型、曲线型和曲线型(如图2)。
断面缝形结构分为矩形缝、梯型缝、二次曲线缝和组合缝(如图3)。
图2 表面缝形结构示意图图3 断面缝形结构示意图布缝状态的设计不但要考虑到地质情况和产量的要求，还应该满足强度条件、稳定条件等，以保证筛管的作业安全和使用寿命。
具体布缝格式见图4[1]。
图4 布缝类型示意图3 割缝筛管破坏原因及载荷分析3.1 割缝筛管破坏原因筛管破坏的原因一般有：随着多孔介质油藏的开采，孔隙压力衰竭而导致地层压实，从而对筛管产生较大的围压而引起其破坏；地震或油藏压力衰竭导致断层滑动，筛管被剪断；腐蚀性钻井液、完井液或地层液对筛管的腐蚀破坏；地层下沉导致筛管弯曲变形；在油井的生产过程中，油井出砂或岩层下沉使筛管受不对称载荷作用而受到破坏；由于井眼不规则而导致筛管下入遇阻，需要上下往复活动筛管或旋转筛管以利于下入而引起的过大压缩载荷、拉伸载荷或扭转载荷等，都会破坏筛管[2]；温度变化引起的温度应力破坏筛管；地层压实作用导致筛管螺纹连接失效[3]。
另外，设计不合理造成筛管强度小于其受力也是使其失效的原因。
3.2 割缝筛管载荷分析a)拉伸载荷筛管下入过程中，筛管自身质量会导致其受拉伸载荷的作用；井底温度应力会产生拉伸载荷；在下入遇阻时，上下往复活动筛管也会产生拉伸载荷[2]。
b)压缩载荷井眼不规则和大斜度井、水平井中套管或筛管与井壁间的摩阻会使筛管下入遇阻，需施加较大的轴向载荷。
摩阻的大小取决于筛管的质量、筛管所受的压缩载荷、井壁粗糙度以及钻井液的类型；井底温度应力会产生压缩载荷；在下入遇阻时，上下往复活动筛管也会产生压缩载荷[2]。
套管外壁围压变化会产生轴向力[3]。
c)扭转载荷在下入遇阻时，旋转筛管会产生扭转载荷。
d)外壁围压载荷上覆岩层压力是由孔隙流体和孔隙介质支撑，即上覆岩层压力σ等于孔隙流体压力p和孔隙介质压力τ之和。
在正常压力地层中，孔隙压力梯度为10.5kPa/m，地层压力梯度为22.6kPa/m。
在超高压地层中，孔隙压力梯度大于或远大于10.5kPa/m，地层是欠压实的。
随着超高压、欠压实油藏的开采，孔隙压力会逐渐减小，地层会被逐渐压实并下沉，它对套管、筛管和砾石充填筛管的寿命有很大的影响。
研究表明，地层压实作用对斜井中筛管的危害比直井中大，且随着井斜角的增大而增大；孔隙压力降低，筛管所受的围压增加，同时水平应力增加33%。
此外，在油井生产过程中，不能通过筛管孔眼的砂粒在其外壁形成砂拱，也会对筛管产生围压[4]。
e)弯矩在造斜井段、井斜角或方位角急剧变化的井段，筛管都会受到弯矩的作用；井底断层的滑移或岩层下沉也可能产生弯矩。
4 实际算例在采油防砂中，由于割缝筛管长期处于井底，原油的静压以及由于地层塌陷而产生的压力均作用在割缝筛管上，因而抗挤压失效为筛管主要失效形式之一。
因此，本文就以采油作业时筛管的工况为例，对割缝筛管的强度进行分析。
4.1有限元模性载荷：大地静压外压15MPa；流体静压内压为自由静压10MPa。
材料性能：泊松比µ=0.3，杨氏模量E=2.06×105MPa；以N-80为例，最小屈服强度552MPa，最高屈服强度758MPa。
割缝参数为：梯形缝，筛管长度70mm，管外缝宽1.5mm，管内缝宽2.1mm，割缝长度80mm，每圈割缝数24，每圈间距20mm。
采用实体建模技术建立了该割缝筛管的实体模型，得到的计算模型如图5所示：图5 计算模型图4.2ANSYS分析单元采用8节点的SOLID 45单元，在柱坐标系中，对割缝筛管两个端面施加全约束，外表面施加y向约束。
并对割缝筛管外表面施加15MPa的均匀外压，内表面及割缝表面施加10MPa的均匀内压。
4.3计算结果及分析经过计算，得到割缝筛管的V on-Misses应力云图（如同6）：图6 割缝筛管V on-Misses应力云图通过等效应力云图，可以看出，割缝筛管的最大应力值发生在割缝过渡部位，出现了应力集中现象，数值为157.261MPa，最大位移发生在缝条中部，数值为0.060494mm。
5 结论a)在割缝筛管防砂中，割缝筛管防砂失效分为两种，一种表现为缝隙太宽，不能有效防砂；另一种失效形式为因变形，缝隙距离变小，堵塞流体通道。
本文中割缝筛管的失效形式为第二种。
割缝宽度变小将致使割缝筛管内外压压差变大，加剧割缝筛管的变形。
当挤压力达到割缝筛管的抗挤压强度时，割缝筛管将发生屈服，割缝处将遭到破坏，割缝将会宽度突然变大。
此时，无论从材料的屈服还是从防砂效果方面来考虑，割缝筛管都已经失效。
b)计算表明，当筛管上施加挤压载荷时，筛管表现出割缝处的应力值相对较小，而割缝与管体连接处的过渡区域应力值相对较大，这种现象由应力集中引起，过渡区域的材料将首先达到屈服极限。
c)本文考虑的是割缝筛管受到内外压力作用的工况，因而对于其他不同使用工况的割缝筛管，应充分考虑筛管的力学性能，合理选择筛管的材料和设计筛管的几何参数。
d)设计割缝筛管过程中，在尽量增大渗流面积的同时，应充分考虑割缝对筛管强度的影响，并注意过渡区域处的应力集中现象。
参考文献：[1]张珊, 马效贤等. 石油割缝筛管现状[J], 石油机械，1997, 25(10):51~54[2] Archer, G. L., Jacobs, M., Rabia, H. An Assessment of the Performance of Liner Hanger Bearings. SPE 22572, 1991[3]Kocian, E.M., Mefford, R.N. Compressive Loading Casing Desig. SPE 19923[4] 林元华, 黄万志等. 新型割缝筛管的设计及安全性评价[J], 石油机械, 2001, 29(8):7~9作者简介作者简介：：王路超（1981-），男，汉族，山东烟台人，中国石油大学（华东）2005级硕士研究生，研究方向为海洋石油工程与装备。
详细地址详细地址：：山东东营 中国石油大学机电工程学院 邮编：257061联系方式联系方式：：电话：0546-8393924 Email ：wangllc@。