高压高产气井油管柱强度安全分析

作     者：李喜成 唐习之 薛继彪 詹宁 张鹏翔 LI Xi-cheng;TANG Xi-zhi;XUE Ji-biao;ZHAN Ning;ZHANG Peng-xiang

作者机构：中国石油集团西部钻探工程有限公司国际工程公司乌鲁木齐830000 中国石油集团西部钻探工程有限公司吐哈钻井公司吐鲁番838200 

出 版 物：《科学技术与工程》 (Science Technology and Engineering)

年 卷 期：2022年第22卷第8期

页      面：3049-3057页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：中国石油-西南石油大学创新联合体科技合作项目(2020CX040204) 中国石油科技创新基金(2020D-5007-0210) 四川省重点研发项目(21ZDYF3109,21SYSX0054)。 

主　　题：管柱 管柱动力学 安全系数 三轴应力 

摘      要：随着越来越多的深层油气资源进行勘探开发,油气井管柱所处的工作环境也急剧恶化,尤其是高温、高压、高产井“三高油气井。为研究高压高产气井油管柱强度安全,建立高压高产气井油管柱动力学模型,通过高压高产气井油管柱安全系数法和高压高产气井油管柱三轴应力法对高压高产气井油管柱强度进行校核,对高压高产气井油管柱基本应力和管柱尺寸对管柱应力的影响进行分析。结果表明:随着产量的增加,管柱的横向位移不断增大;在0~20 s内管柱(H300 m、H600 m,其中H为深度)的横向振动应力幅值比管柱(H1660 m和H2540 m)大,管柱横向应力振动幅值较大,随后振动应力趋于稳定;在0~10 s,管柱纵向应力振动幅值较大,且越靠近管柱下部管柱的纵向振动应力越大;管柱在井口位置处轴向力最大;大尺寸管柱有利于降低高速流体诱发管柱的振动问题。研究成果可为高压高产气井管柱设计提供理论指导。