套管与水泥环内压下热弹塑性分析

在一定的注汽压力下, 随着热蒸汽的注入, 热采井中套管与水泥环的温度逐渐升高, 特别是封隔器失效及注汽段处, 套管与水泥环的温度甚至可达３ ５ ０ ℃, 产生的热应力足以使水泥环发生塑性变形而失效。当水泥环降至初始温度（ 注汽前） 时, 就会产生永久的塑性变形。文章运用弹塑性力学以及热力学基本理论, 建立了套管 －水泥环耦合模型, 分析了套管与水泥环的应力分布, 推导了冷热膨胀后水泥环内部的塑性变形方程, 并以辽河油田常规注汽以及油井参数为例, 借助 Ａ ｎ ｓ ｙ ｓ 及 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ软件确定各项参数, 得出了不同隔热方式下交界面处的微间隙值, 为防套损及井下气窜提供了理论依据。     

注蒸汽井套管的热应力数值分析

利用ANSYS有限元软件的耦合场分析功能,通过模拟现场热采工况,开展了稠油注蒸汽井井筒的温度场、应力场数值模拟研究。结果表明,采用隔热性能较好的隔热油管不仅能够大大减少井筒的热损失,增加注汽效果,而且可以使套管壁温度和套管Mises应力大幅降低,从而有效地保护套管,使其不发生强度破坏;注汽过程中施加预应力,可使套管达到屈服时的注汽温度升高,这对套管具有一定的保护作用。模拟研究结果为制定合理的注蒸汽井套管损坏预防措施提供了依据。     

热采井井筒热应力耦合的数值模拟

利用有限元软件ABAQUS建立了热采井井筒热应力耦合的瞬态分析模型。分析结果表明,注汽初始阶段套管内会产生较大的热应力;由于套管材料的膨胀系数大于水泥环的膨胀系数,在注汽过程中水泥环限制了套管的热膨胀,从而在套管外壁产生较大的热应力;经过几轮蒸汽吞吐,套管上会积累较高的残余应力。该分析为建立合理的热采井套管损坏预防措施提供可靠的依据。     

非均匀地应力场中套管井井周应力分布及影响因素研究

用解析方法对非均匀地应力场中的套管-水泥环-地层应力分布进行了分析,并编制相应计算程序,来分析套管井周围径向、周向应力的分布规律,并依此研究了套管内径、套管壁厚、水泥环壁厚、水泥环弹性模量对套管所受径向、周向应力的影响规律.研究结果表明套管-水泥环-地层系统中各界面上的周向、径向应力均呈椭圆图形分布,且各界面周向应力以及套管与水泥环接触面径向应力的长轴均指向最小主压应力方向;套管外壁周向应力随着水泥环弹性模量的减小、套管内径的增大、套管壁厚的减小、水泥环壁厚的减小而逐渐增大;套管径向应力,随着水泥环弹性模量的减小、水泥环壁厚的减小,套管内径的减小,套管壁厚的增大而逐渐增大;影响套营周向应力的主要因素是水泥环的弹性模量和套管内径,影响套管径向应力的主要困素是水泥环的弹性模量和套管壁厚.分析认为适当提高水泥环的弹性模量、减小套管内径、增加套管壁厚,可减小套管应力,提高套管井抗挤强度.研究成果对优化套管完井设计、避免套营变形损坏、指导套管井的各种井下作业措施均具有重要的指导意义.     

地层和水泥环弹性模量对套管强度的影响分析

以地层-水泥环-套管组合系统为研究对象,根据弹性力学理论,推导了热应力和非均匀地应力作用下套管壁上的三轴应力计算公式,并研究了热采井和常规非热采井中不同地层、水泥环弹性模量对套管强度的影响规律。研究结果表明,随着水泥环弹性模量的增加,套管内壁Mises应力先急剧增加,后呈缓慢下降趋势;在套管Mises应力达到最大值之前,降低水泥环的弹性模量,可以对套管起到明显的保护作用,这一点对于热采井注汽期间的套管保护效果更加显著;地层弹性模量越大,常规井中套管内壁的Mises应力值越小,而热采井注汽过程中套管内壁的Mi-ses应力值则越大。     

水泥环密封安全系数法在稠油热采井的应用

稠油热采井在注入蒸汽过程中,对水泥环力学性能要求较高,准确评价水泥环密封性是保证热采井正常生产的关键.根据热采井生产特点,建立井筒组合体力学模型,提出一套水泥环密封安全系数评价方法.针对辽河稠油热采典型井进行水泥环密封完整性分析,开展隔热管导热系数、水泥环弹性模量、水泥石峰值强度和井口注汽压力对井筒应力的影响分析.分析...     

体积压裂过程套管力学行为研究

页岩气体积压裂时,关于固井质量对套管应力的影响分析主要基于传统建模方法,计算时无法考虑水泥浆失重及地层性质变化对套管的影响。鉴于此,基于分步有限元方法,考虑井筒组合体的初始应力应变,建立了温度和压力耦合条件下水泥环含多重工程缺陷的井筒组合体开挖扰动力学模型,对压裂过程中极端工况下的套管力学行为进行了分析。研究结果表明:当水泥环存在结构缺陷时,套管偏心和水泥环缺失单独存在时对套管应力的影响较大,而井筒内温度变化则削弱了水泥环结构缺陷对套管应力的影响;压裂过程中储层性质的降低以及水泥环缺失的综合作用极易导致套管发生变形破坏;极端工况下,水泥环弹性模量对套管应力的改善作用较小,而套管壁厚的增加能明显改善该情况下套管的应力状态。研究结果可为页岩气开发提供理论指导。     

套管壁厚对储气井井筒受力的影响分析

针对国内高压地下CNG储气井结构比较简单、存在井筒上冒和下沉的现象,对高压地下储气井井筒进行了受力分析,采用理论分析、实例计算和计算机仿真等方法开展研究,综合运用ANSYS软件、弹性力学、固体力学和土壤力学等方面的理论,建立了套管-水泥环-地层耦合模型。分析了不同壁厚套管在非均匀地应力下对井筒径向应力和环向应力的影响,指出壁厚较厚的套管可承载较大的径向载荷,有利于套管-水泥环-地层耦合的稳定,但套管壁厚的变化对环向载荷的影响并不十分明显,所以选择套管壁厚时既要确保储气井的安全,又要经济合理。     

非均匀地应力下套管受力影响因素研究

在非均匀载荷作用下套管易挤毁失效,特别是在软岩层段中该问题尤其突出。为此,文中建立了非均匀地应力下、考虑水泥环界面不同接触状态的软岩层、水泥环和套管组合体力学模型,应用弹性力学半逆解法推导了水泥环和套管的应力、位移表达式,采用数值方法进行了求解。以某地区软岩层为例,研究了水泥环界面接触状态、地层力学参数、水泥环力学参数及几何参数、套管几何参数对套管受力的影响规律。研究表明,当界面完全接触时,套管受力最佳;当界面光滑接触时,套管受力最恶劣;在水泥环界面良好接触的条件下,提高水泥环力学性能、增加套管壁厚能改善套管受力。该模型及其力学分析程序可为非均匀地应力下固井工程设计提供参考。     

水力压裂过程中水平段不同位置处套管应力差异性分析

四川长宁-威远地区页岩气井压裂过程中套管变形严重,且套管变形点具有"跟端密集、趾端稀疏"的特点。对压裂过程中水平段不同位置处有效内压分布特征及瞬态温度变化规律的分析,建立套管-水泥环-地层有限元模型,计算力-热耦合作用下套管应力的变化规律。同时,在统计水平段不同位置处固井质量差异的基础上,研究了固井质量差异对套管应力的影响。结果表明,力-热耦合作用下套管应力先升高后降低,应力峰值较不考虑力-热耦合作用时有显著提升,从跟端向趾端方向上套管应力峰值不断下降;页岩气井跟端附近固井质量相对于其它位置较差,套管应力峰值会进一步增加,跟端套管损坏的风险最大。     

海洋平台加挂井槽研究

目前通过在海洋平台上加挂井槽增加调整井的技术在海洋油田生产中得到了广泛的应用。文章结合旅大10-1WHPA平台工程应用实例,对内挂井槽和外挂井槽的优缺点进行了比较分析,确定了外挂井槽的最终方案,分两期实施。提供的结论可供今后类似项目参考和借鉴。     

浅谈对基建承包商的HSE管理

在基建工程中对承包商的HSE管理是企业HSE管理必不可少的重要环节,对承包商的HSE管理过程就应包括:招标前对承包商的资格预审;招投标的HSE管理要求;合同中对承包商的约束;开工前对承包商的HSE管理培训;开工后对承包商的监督检查和竣工后对承包商的验收评价。     

加油站升进升出计量交接管理办法的探讨

针对成品油销售系统正在推行的“升”交接办法，分析了油品从油库到用户所经历的过程和体积、温度的相应变化，认为统一标准温度是关键，建议以零售油品的温度为标准温度，将交接过程中的不同体积均转换为这一标准温度下的体积，标准温度可以以地（市、州）为单位，以季度甚至日平均温度为依据来确定。     

整体式甲烷燃烧催化剂的活性研究

研究了以Co、Cr、Mn、Fe和Ni的单一或混合氧化物为活性组分的整体式催化剂在甲烷燃烧反应中的活性。整体式催化剂直径为 10mm ,长 15mm ,测试温度范围为 30 0 - 70 0℃。结果显示 ,单一氧化物中Co、Cr和Mn的活性较好 ,Fe和Ni的活性较差 ;混合氧化物催化剂均表现出较高的活性 ,但以含Co、Cr、Mn的 3组分混合氧化物催化剂为更佳。同时考察了空速、烷氧比、稀释气、温度等因素对甲烷燃烧反应的影响。在烷氧比为 1:4,稀释气含量约为 6 0 % ,反应温度 6 5 0℃ ,大空速下甲烷转化率较高。     

相似理论的斜拉索管桥力学特性研究

利用相似理论搭建了斜拉索管桥的模型实验系统,进行了斜拉索管桥的静力学分析实验,同时采用数值模拟的方法对该管桥进行了非线性有限元分析,用模型实验来验证数值模拟结果的可靠性。通过对比斜拉索管桥在空载、集中载荷以及拉索断裂等工况下的实验数据与模拟数据,分析得出模拟数据的最大偏差在11％以内,模拟结果与实验结果吻合性良好,采用的数值模拟方法可以用来解决斜拉索式管桥工程实际问题。     

互联网上的腐蚀与防护信息

国际互联网上有许多与腐蚀防护有关的网站,文章主要介绍了部分著名站点的登录地址和网站内容,并详细介绍了ＮＡＣＥ（美国国家腐蚀工程师协会）网上电子邮件服务。     

重质油加氢裂化反应动力学的研究

本文依据大量文献资料,介绍了重质油加氢裂化反应动力学的研究现状,对各种动力学模型的优缺点进行了评价,指出了催化裂化和加氢裂化反应动力学的相似性和进一步深化研究的方向。     

影响金属低温韧性因素浅析

本文介绍了低温条件下，金属设备或构件脆性破坏的一些分析结果，认为破坏的根源在于金属设备或构件的低温韧性。为此，较为全面地讨论和阐述了一系列影响金属低温韧性的因素，为一定条件下，改进低温设备设计质量，改善低温设备工作状况，有效防止其脆性破坏，提供了良好的理论参考。     

基于FLUENT的抽油泵泵效仿真研究

针对抽油泵实际工作环境的复杂性,利用FLUENT软件建立抽油泵的数值模型,对不同抽汲参数组合下的抽油泵泵效进行了模拟仿真研究,得出了不同参数对泵效的影响机理。并利用MATLAB对数据进行分析,得出不同抽汲参数对泵效的影响和抽汲参数对泵效的综合影响,对合理设置抽油泵的抽汲参数、提高抽油泵效率、降低能耗和原油成本有重要意义。