管柱力学分析在深井酸压施工中的应用

酸压管柱是酸压作业顺利实施的重要保障。在深井酸压过程中,管串长,摩阻大,泵压高,温差大,压力高,施工时间长,管柱受力情况恶劣,变形严重,如在管柱结构设计时未充分考虑因此因素,可能会造成封隔器密封失效,导致酸压失败。本文通过对两口酸压井管柱的力学分析及强度校核,对酸压管柱结构提出优化方案,对酸压管柱的安全施工提供了可靠依据。     

环空带压井漏点检测技术在深层气田的应用

为了精确识别深层气井多环空带压的井筒泄漏位置,综合采用阵列式噪声、频谱式噪声、电磁探伤及温度测井技术,利用过生产油管的测井方式,对国内X深层气田环空带压典型X1井,开展了漏点检测现场试验。结果表明,该井A、B、C环空均存在泄漏点,地层气通过封隔器、套管螺纹及水泥环上窜导致该井持续环空带压。可见,采用组合测井技术能够通过3层管柱定位深层气井泄漏点,综合多方信息,可精准确定气体泄漏的路径及原因。通过过油管方式检测套管泄漏结果不仅能为环空带压气井治理提供重要依据,同时避免动管柱作业,不影响气井生产,具有一定推广应用前景。     

深井APR测试管桩的力学分析与强度评定

建立了深井APR测试管柱的力学模型，采用接触间隙元理论方法对深井APR测试管柱进行了力学分析，给出了管柱各点（包括螺纹）应力和强度评定条件，为预测管柱的强度和安全评定提供了重要的理论依据，该方法在5．5km的深井中得到应用，悬重误差为3．23％。     

三高气井管柱损伤研究现状

目前国内"高温、高压、高产"气井主要存在油套管强度降低、油管损坏、油管冲蚀等一系列安全问题。三高井内各种杆管柱处于复杂变形和运动状态,外载荷成为影响其力学行为的主要因素之一。国内外关于管柱力学、动力学、冲蚀等方面的研究成果卓著,但在解释油管柱的瞬态动力学、油管柱疲劳等方面仍显不足。在管柱力学分析的基础上进行冲蚀分析和振动分析应该是三高气井管柱损伤理论的研究趋势。     

变内压下套管与水泥环微间隙研究

套管内压力增加时,套管膨胀挤压水泥环,套管、水泥环发生弹性变形,内压力增加到一定程度时水泥环内部先发生塑性变形;之后如果套管内压力减小,套管弹同,而水泥环不能恢复原状,套管与水泥环剥离,它们之间形成微间隙.运用弹塑性力学基本理论建立了套管-水泥环的静力学分析模型,对套管内压力变化情况下的水泥环胶结界面径向接触力进行了分析,得出了套管-水泥环微间隙的计算公式,为防气窜作业提供了理论依据.     

江汉油田不压井作业技术引进探讨

对江汉油田高压注水井关井后压力扩散情况和部分注水井作业时套管溢流情况进行了调查,分析了油田引进不压井作业技术的必要性和可行性,介绍了油田在注水井不压井作业配套管柱、工具及施工工艺方面的研究成果。     

莺歌海盆地高温高压气井完井管柱设计

根据海上高温高压气田完井管柱设计原则,针对莺歌海盆地某高温高压气田设计了一套应用于定向井和水平井的完井管柱,对油管材质及尺寸、管柱强度校核、射孔管柱安全控制进行了优化。所设计的完井管柱已顺利应用于开发实践中,其应用简单可靠,安全性有保障。     

高温高压气井完井管柱设计方法

针对莺琼盆地高温高压地质环境对完井管柱选材、套管柱适用性设计等方面带来的一系列的技术问题,开展了高温高压气井完井管柱选材及基于服役寿命的套管柱适用性设计研究。在常规气井基础上,考虑了高温下材料强度降低的补偿设计,拉力余量法的套管柱设计,腐蚀缺陷套管剩余强度设计和环空带压对生产套管强度的影响,并结合目标井进行了实例分析。     

双套管防屈曲支撑的抗震性能的实验研究

双套管防屈曲支撑是由内核与套筒组合而成的结构体系,其中内核承受轴向压力,套筒只提供内核侧向支撑并约束内核的屈曲变形.主要对其3个主要设计参数约束比、间隙和内核突出段长度进行了探讨性的实验研究,得出该三种不同参数的变化对防屈曲支撑的抗震性能的影响程度.     

连续油管的力学行为研究

连续油管以其不同于常规钻杆和油管的材质、作业工艺与装备,有着不可替代的优势,使其在钻井、采油等应用领域得到了飞速发展,与连续油管作业工艺相关的力学问题的研究也在迅速跟进.连续油管向滚筒上缠绕的过程属于弹塑性的拉弯大变形问题,通过虚功形式的动力学普遍方程,得到将连续油管缠绕于滚筒时需要施加在滚筒上的扭矩和驱动液马达的输出功率,发现作用在滚筒上的扭矩与连续油管所受的轴向拉力之间近似呈线性关系.利用弹塑性理论分析了缠绕在滚筒上的连续油管在卸除拉力和弯矩后的力学行为,证明了连续油管在弹塑性卸载过程中不会发生反向屈曲,而且拉力的作用有助于减小回弹,卸载回弹后连续油管的曲率半径随着拉力的增大而单调下降.因此连续油管缠绕上滚筒后一直要保持弯矩,以避免回弹乱管.     

水下井口头系统下放工具关键部件设计与分析

水下井口头系统是深海油气钻采必不可少的设备,常规套管挂和密封总成下放工具不能满足现场需要.建立了套管挂和密封总成下放工具力学模型,采用该模型可以直观地描述下放工具受力情况,根据力学模型和分析结果对下放工具进行结构设计.利用ANSYS有限元分析软件对下放工具套管挂携带单元和驱动单元进行接触分析和强度分析.分析结果显示,套...     

温度对套管接头螺纹接触压力的影响

在高温高压气井或注蒸汽的热采井中，变温引起的温度应力（即热应力）将对套管接头的接触压力产生一定的影响，高温差引起的套管接头的接触压力分布变得更加不均，当温差达到一定值时，套管接头内的等效应力将接近材料的屈服强度，使螺纹接触处进入塑性变形状态，从而影响了套管接头的密封性。利用弹塑性有限元的方法，建立标准API偏梯形套管接头的有限元模型，分析温度改变对套管接头接触压力的影响，以及套管接头内等效应力的变化情况，提供一种温度对套管接头螺纹接触压力的分析方法，从而为高温井套管接头的安全使用提供一定的参考数据。     

轴向载荷对套管螺纹连接应力的影响分析

针对深井和大位移井中套管存在很大的轴向拉伸和压缩载荷的情况，采用有限元方法对套管柱中最薄弱的螺纹接头部分进行了分析计算，研究了API长圆螺纹套管在轴向拉、压载荷作用下，螺牙面的接触压力和应力分布规律，结果表明：API长圆螺纹套管接头最大接触压力出现在公扣的根部，并且4扣的接触压力和应力较大，最有可能发生粘扣和屈服破坏。对在深井、大位移井中正确选用API长圆螺旋套管，减少套管连接部位失效事故的发生具有重要意义。     

考虑接头的钻柱摩阻扭矩分析

钻柱接头的直径大于管体直径,在通常情况下钻柱与井壁间的接触发生在接头上.建立考虑接头钻柱的力学模型,并用迭代法进行求解,成功地分析了考虑接头钻柱在钻进、起钻、下钻、空转及倒划眼时与井壁的接触力、摩阻扭矩,并能预测各接头处接触力的大小、方向.通过与现场试验数据相比较,对钩载的预测误差小于5%,对扭矩的预测误差小于7%.该模型为预测钻柱摩阻扭矩提供了一个快捷准确的方法.     

基于ANSYS的油井套管强度的有限元分析

用ANSYS软件对油井套管进行力学分析,建立符合工程实际的力学模型,并进行非线性接触分析.该方法比传统的单纯对套管进行分析求解更符合工程实际,结论更加合理,从而确定了套管—井壁系统更为切合实际的应力分布及破坏形式,给油井工程设计提供参考.     

基于ANSYS的油井套管强度的有限元分析

用ANSYS软件对油井套管进行力学分析，建立符合工程实际的力学模型，并进行非线性接触分析．该方法比传统的单纯对套管进行分析求解更符合工程实际，结论更加合理，从而确定了套管一井壁系统更为切合实际的应力分布及破坏形式，给油井工程设计提供参考．     

低温段过热器管爆裂原因分析

通过宏观检查, 化学成分分析, 机械性能测试, 金相检验和X 射线衍射等试验检测方法, 对锅炉运行过程中低温段过热器管爆裂原因进行了分析。结果表明, 爆管断口为胀开式爆口, 为典型的塑性断口, 具有高温瞬时过热爆管特征。过热器管子结构尺寸、内部阻力系数及热负荷不均匀, 将会产生热偏差。但由于管子之间的受热面积差异很小, 过热器的热偏差主要由于吸热不均匀和流量不均匀造成。经检验, 低温过热器管内、外壁附着结力较强的氧化物, 管间积灰, 导致热偏差产生。一旦管壁过热不仅加速氧化腐蚀速率, 且急剧恶化管材性能。同时,低温过热器长期高温运行, 组织已出现珠光体球化现象, 管材高温承载能力降低。当管壁强度无法承受管内蒸汽压力时, 导致低温过热器管爆裂。     

分层注水管柱技术分析

目前,江汉油田使用过的分层注水工艺管柱主要有油套保护分层注水管柱、锚定式分层注水管柱、高压注水管柱一和高压注水管柱二。这四种注水管柱在现场使用中常常会出现套管压力上升、油压波动大而套压波动小、油压套压同时波动大、起管柱困难和注入压力长期上升等问题。通过分析,注水压力、压力波动、层间压差、温度变化这4个因素是对注水管柱造成不利影响的主要因素。经研究,在注水层上部使用顶级封隔器的分层注水管柱,大多数情况下,压力变化所产生的总体作用力是向上的,即对管柱是上顶力;分层注水管柱的受力是不平衡的,而且在各种效应的共同作用下,管柱一定会发生蠕动和变形,所以需要对管柱进行锚定,以保持管柱的总体受力平衡。     

液压拉伸法紧固透平风机机壳中分面螺栓

液压拉伸法是紧固透平机风机机壳中分面螺栓的一种新方法,分析力矩法中预想的预紧分与实际的预紧力难以一致的原因,一旦偏差稍大,必将导致机壳中分面紧密性不足或螺栓工作状态强度超限,同时拧紧过程中伴随摩擦付表面拉伤的危险性,因而介绍液压拉伸法的装置结构和使用方法,阐明在油缸直接拉伸中分面螺栓时,一个确切的油泵压力对应于一个确切的预紧力,且液压拉伸法无摩擦付表面拉伤,该方法的科学性、可行性得到实践的检验。