对老井采用小井眼套管开窗侧钻短半径水平井具有良好的经济效益,连续管在侧钻水平井的各项作业中有广阔的应用,但连续油管在侧钻水平井中的力学行为非常复杂,为保障连续管应用的安全性和经济性,必须对连续管的力学行为特性进行深入研究。用有限元软件ABAQUS建立连续管经过卷筒、导向拱弯曲变形和注入头校直的有限元模型,通过应用生死单元法、合理控制接触、优化加载和边界条件、调控增量步长等手段克服了连续油管在井口弯曲校直以及下井过程中的材料非线性、几何非线性、边界非线性导致的求解困难,求得了残余弯曲半径和残余应力、应变。连续油管经过注入头整形校直之后仍有残余弯曲,首次计算出连续油管下井后在井筒的约束下的初始残余弯曲构型,结果表明初始残余弯曲构型主要与卷筒半径和连续油管直径有关。用有限元软件ABAQUS模拟连续油管在垂直井段和水平井中的屈曲行为,得到连续油管的临界屈曲载荷,分析了连续油管的初始残余弯曲、壁厚、直径、边界条件对连续油管屈曲过程的影响,通过与常规管柱理论推导得到的正弦屈曲和螺旋屈曲临界载荷解析解比较,验证了计算方法的正确性。连续油管初始残余弯曲的存在使得连续油管临界屈曲载荷大大减小,将常规油管屈曲问题的研究结果直接用于连续油管会造成临界屈曲载荷偏差很大。连续油管在井口的弯曲校直过程产生的残余应力使得连续油管在井下的屈曲为弹塑性过程,将连续油管在井下的状态视为直管状态来研究则是弹性屈曲过程,因此在研究连续油管井下的力学行为时必须考虑初始弯曲的影响。连续管的可下入深度是连续管应用中遇到的一个重要问题,以某侧钻水平井的测井数据为例,计算了考虑连续油管残余弯曲影响的最大下入深度,分析了连续油管直径、壁厚、钻压、摩擦系数对连续油管下井深度的影响,钻压越大残余弯曲对水平段最大下入深度的影响越大,残余弯曲对下井深度的影响不可忽略。建议使用大口径连续油管、使用高性能减阻剂以增大可下入深度,为工程应用提供借鉴。连续油管在内压作用下随着弯曲校直循环次数的增加发生明显的截面椭圆化变形和壁厚不均匀减薄,以往研究没有考虑壁厚不均匀减薄的影响导致抗外挤强度偏大。用有限元软件模拟分析了大口径连续油管管径、壁厚、内压、弯曲半径等因素对直径增长的影响,发现连续油管截面的椭圆化和壁厚不均匀减薄明显降低了连续油管的抗外挤强度。连续油管的内部和外部表面可近似表征为同心的椭圆,中性面直径增长最大而压缩和拉伸面直径增长相对较小且与内压相关,随着循环次数的增加呈线性增长,垂直于弯曲轴的压缩面和拉伸面壁厚减薄最大,中性面处壁厚几乎不变。首次同时考虑不圆度和壁厚不均匀减薄的影响,计算了不同壁厚的连续油管在不同内压时随循环次数变化的抗外挤强度值,为工程应用提供参考。