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压力温度数值模拟在管柱变形计算中的应用

天然气技术 2009年第3期3卷 57-60页

作者：戚斌乔智国叶翠莲刘振兴蒋小娣中国石化西南油气分公司工程技术研究院四川德阳618000 中国石化石油工程西南分公司井下作业分公司四川德阳618000

以气井生产阶段井筒压力、温度分布规律为研究对象,考虑井筒径向传热过程,根据气体流动的基本方程及气体状态方程,推导建立了综合描述气体稳定流动时压力、温度、流速及密度分布的常微分方程组,并采用四阶龙格—库塔法进行数值求解,通... 详细信息

以气井生产阶段井筒压力、温度分布规律为研究对象,考虑井筒径向传热过程,根据气体流动的基本方程及气体状态方程,推导建立了综合描述气体稳定流动时压力、温度、流速及密度分布的常微分方程组,并采用四阶龙格—库塔法进行数值求解,通过与实测数据的对比,验证了模型和数值解法的准确性。在此基础上,通过与传统方法对比计算管柱的变形量,证明了产气阶段采用传统方法计算管柱变形量将产生较大误差,认为采用考虑压力、温度耦合的计算模型结果更符合实际。

关键词：压力分布温度分布耦合计算数值计算管柱变形

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深水油管柱热变形试验装置的研制

石油矿场机械 2011年第6期40卷 73-76页

作者：姜明明樊建春唐桃马洪刚中国石油大学北京102249

深水作业中油管柱内、外壁存在较大环境温差,研究不同温度环境、钢级、尺寸油管柱的热变形更具有应用价值和实际意义。在综合考虑国内外现有的研究热变形的试验装置的基础上,设计了一种测试不同温差、尺寸和材质的油管柱热变形测试装置... 详细信息

深水作业中油管柱内、外壁存在较大环境温差,研究不同温度环境、钢级、尺寸油管柱的热变形更具有应用价值和实际意义。在综合考虑国内外现有的研究热变形的试验装置的基础上,设计了一种测试不同温差、尺寸和材质的油管柱热变形测试装置。论述了该装置的整体构成、基本工作原理及主要技术参数。该装置能够在不同温度条件下对不同钢级、不同尺寸的油管柱进行热变形的有效模拟,能够实时检测温度、油管柱热变形量等试验数据。应用表明,该装置工作平稳,振动小,试验效果良好。

关键词：管柱变形热变形试验装置温差钢级

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带封隔器的环空加砂压裂管柱应力与变形计算

当代化工 2015年第7期44卷 1638-1641页

作者：吴景春张庚赵阳郑克华东北石油大学石油工程学院黑龙江大庆163318

对带封隔器的环空加砂压裂管柱在管柱自由下井、水力喷砂射孔和环空加砂压裂三种工况下的受力及变形进行了研究。建立了压裂管柱的受力模型,考虑了重力效应、温度效应、活塞效应、鼓胀效应及摩阻效应对压裂管柱的影响,分析了带封隔器的... 详细信息

对带封隔器的环空加砂压裂管柱在管柱自由下井、水力喷砂射孔和环空加砂压裂三种工况下的受力及变形进行了研究。建立了压裂管柱的受力模型,考虑了重力效应、温度效应、活塞效应、鼓胀效应及摩阻效应对压裂管柱的影响,分析了带封隔器的环空加砂压裂管柱在不同工况下的受力状况,计算了压裂管柱在不同工况下的变形量,从而为油田在环空加砂压裂过程中计算下入压裂管柱的长度提供理论依据。

关键词：封隔器环空加砂压裂管柱受力管柱变形

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管柱轴向变形对井下作业的影响

石化技术 2016年第1期23卷 133-133页

作者：李旭阳西安石油大学石油工程学院陕西西安710065

综合分析了管柱轴向变形对井下不同作业工况的影响,阐述了计算井下作业管柱轴向变形的重要性,为建立井下作业管柱轴向变形理论计算模型做了很好的铺垫。

关键词：管柱受力管柱变形

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井下作业管柱轴向变形的理论计算及应用研究

井下作业管柱轴向变形的理论计算及应用研究

作者：李旭阳西安石油大学

学位级别：硕士

随着石油需求量的增加和钻探开发技术的不断发展,分段压裂、分层注水及高温高压井开采等井下作业的应用也日益广泛,在这些作业过程中,受管柱自重、温度和压力等因素的影响,管柱在井下会发生轴向变形,如果轴向变形较大将引起作业管柱下... 详细信息

随着石油需求量的增加和钻探开发技术的不断发展,分段压裂、分层注水及高温高压井开采等井下作业的应用也日益广泛,在这些作业过程中,受管柱自重、温度和压力等因素的影响,管柱在井下会发生轴向变形,如果轴向变形较大将引起作业管柱下入深度不准、封隔器坐封位置偏离目的层、封隔器脱封、管柱断脱及管柱螺旋屈曲等井下事故。长期以来,井下管柱深度主要通过人工地面测量,同时配合电磁测井曲线来校正管柱下入深度及封隔器坐封的准确位置。测磁定位曲线影响因素多、曲线解释困难、作业工作量大、占用生产时间长、成本较高,特别是测试解释数据和人工测量数据相差较大时难以给出解释,准确度不高。而且,磁定位未能考虑电缆的伸长及坐封、压裂过程管柱的轴向变形。因此,准确计算作业过程中不同因素影响下管柱的轴向变形量,对准确定位作业层位、评价井下作业管柱的安全性、合理选择生产作业参数、减少井下作业事故的发生等具有重要意义。本文在前人的研究基础上,通过大量文献调研。首先,综合分析了影响井下作业管柱轴向变形的因素,包括重力效应、浮力效应、温度效应、活塞效应、膨胀效应、摩阻效应和屈曲效应等基本效应的影响;井眼轨迹的影响;封隔器的影响;不同管柱结构类型的影响及不同作业工况的影响。并结合弹塑性力学,利用划分微元后叠加的方法,建立了单一因素影响下作业管柱轴向变形的理论计算模型。其次,通过对管柱微元体受力分析,结合管柱微元体静力平衡方程和物理方程推导出管柱变形的微分方程,通过对微分方程的无因次化,推导出三维弯曲井眼中作业管柱轴向变形的理论计算模型。再次,以水平井分段压裂和分层注水两种井下作业为例,详细分析不同作业工况对管柱轴向变形的影响,建立了不同作业工况下各因素综合影响下管柱轴向变形的理论计算模型,并对计算结果的应用进行了详细分析。最后,以陈平5-2井为例进行了实例计算,计算结果与国际上较为认可的Landmark软件进行了对比,对比验证结果显示计算较准确可靠,根据计算结果可准确的进行井下作业定位、校核作业管柱强度及确定伸缩补偿距等。

关键词：管柱受力管柱变形压裂管柱注水管柱井下定位屈曲

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力学分析在压裂酸化管柱优化设计中的应用

钻采工艺 2005年第2期28卷 68-70页

作者：生丽敏易龙新疆石油管理局采油工艺研究院

主要就压力、温度变化显著的压裂、酸化管柱进行管柱力学分析和计算。在方案设计阶段或压裂酸化施工阶段详细分析管柱的受力、变形及强度,管柱载荷变化规律,给出管柱变形及强度计算,从而确定出各工况下的极限操作参数。控制管柱的施工... 详细信息

主要就压力、温度变化显著的压裂、酸化管柱进行管柱力学分析和计算。在方案设计阶段或压裂酸化施工阶段详细分析管柱的受力、变形及强度,管柱载荷变化规律,给出管柱变形及强度计算,从而确定出各工况下的极限操作参数。控制管柱的施工作业参数、管柱内外流体工况、工具深度以及井口油压、套压等。

关键词：压裂酸化管柱力学温度场压力场管柱变形安全系数

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深斜井反洗井管柱力学分析

石油机械 2014年第10期42卷 40-45,51页

作者：张宏伟龙江杨继军杨天成郑锦祥陈瑞喻久港西南石油大学大港油田石油工程研究院

针对注水开采工艺带来的管柱断裂、脱落、封隔器失效以及地层吸水能力下降等问题,对深斜井分层注水洗井工况进行了管柱力学研究,分析推导了管柱受力和变形计算公式。研究结果表明,管柱轴向力最大值在井口位置,并且随井深增加呈线性减小... 详细信息

针对注水开采工艺带来的管柱断裂、脱落、封隔器失效以及地层吸水能力下降等问题,对深斜井分层注水洗井工况进行了管柱力学研究,分析推导了管柱受力和变形计算公式。研究结果表明,管柱轴向力最大值在井口位置,并且随井深增加呈线性减小,封隔器位置轴向力存在突变。管柱轴向变形最大值在井底取得,并且随着井深增加而逐渐增大。由于井斜角的原因管柱轴向变形随井深的变化率在直井段最大,且为常数,其次是造斜段,稳斜段变化率最小。所得结果可为现场施工提供参考。

关键词：深斜井反洗井力学分析管柱受力管柱变形

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弯曲井眼中管柱屈曲行为研究

石油钻采工艺 2000年第4期22卷 1-4页

作者：高德利刘凤梧徐秉业石油大学石油工程系北京昌平102200 清华大学工程力学系北京100084

给出了描述弯曲井眼中管柱屈曲及后屈曲行为的解析结果。通过求解由平衡法得到的管柱屈曲平衡方程，得到了管柱的正弦屈曲的构型和螺旋屈曲构型的解析解。解析结果与相应的数值结果有良好的一致性。在此基础上，确定了管柱的初始屈曲临... 详细信息

给出了描述弯曲井眼中管柱屈曲及后屈曲行为的解析结果。通过求解由平衡法得到的管柱屈曲平衡方程，得到了管柱的正弦屈曲的构型和螺旋屈曲构型的解析解。解析结果与相应的数值结果有良好的一致性。在此基础上，确定了管柱的初始屈曲临界载荷、保持正弦屈曲构型的最大载荷和螺旋屈曲临界载荷。由此，进一步得到了管柱在后屈曲进程中载荷与变形受力的关系。

关键词：弯曲井眼管柱变形石油钻井屈曲行为

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带多封隔器水平井作业管柱解封力分析

石油机械 2011年第10期39卷 69-71,197页

作者：许建国中国石油大学(华东)储建学院吉林油田分公司采油工艺研究院

根据封隔器解封过程中解封力在作业管柱中的传递特点,建立了带多封隔器作业管柱解封过程受力计算模型,给出了解封力在作业管柱中的分布规律和管柱变形量计算公式,利用Visual Basic语言编制了相应的计算软件。根据吉林油田某水平井实际... 详细信息

根据封隔器解封过程中解封力在作业管柱中的传递特点,建立了带多封隔器作业管柱解封过程受力计算模型,给出了解封力在作业管柱中的分布规律和管柱变形量计算公式,利用Visual Basic语言编制了相应的计算软件。根据吉林油田某水平井实际作业参数,对带有多封隔器作业管柱解封过程进行模拟计算,并与现场监测值进行对比。结果表明,上提载荷和管柱变形量的模拟计算结果与监测值的误差分别为2.77%和3.10%,说明计算模型具有较高的计算精度,可以满足实际工程需要;在解封过程中,带封隔器作业管柱危险点出现在封隔器和造斜段位置,因此有必要对相应位置管柱强度进行校核。

关键词：水平井作业管柱封隔器解封力管柱变形模拟计算