分层注水管柱轴向位移分析

为了确定注水作业中封隔器的坐标位置,要精确计算在不同工况下注水管柱轴向位移量。应综合考虑地层压力、温度、注水流速等因素,分析计算不同因素影响下管柱轴向伸长量。结果表明,高温、高压、深井、注水流速高都会给管柱伸长量以明显影响。     

气井油管柱应力与轴向变形分析

气井投产前后温度和压力变化会引起油管应力及轴向变形的改变。若改变量超过某一限度则将导致封隔器解封或管柱损坏等。目前对气井油管柱研究较少,且很多研究在计算时将状态改变前后的温度压力均考虑为定值，或者将温度分布简单考虑为关于井深的线性函数，这样将导致计算结果产生较大的误差。利用考虑传热、相变、生产时间等因素的气井井筒温度、压力分布模型以及弹性力学理论分析并计算温度、气体压力、油管自重、封隔液、产气量等对油管柱应力和轴向变形的影响。将其应用于现场实际气井表明：管柱轴向变形随产量增加而增加，但增加的幅度逐渐减小；与现场实测数据对比表明，计算结果较为准确。     

注气井中油管轴向位移计算比较分析

为了确定油管在正常作业、注入措施作业中封隔器的坐封位置、轴向位移补偿量以及判断封隔器是否解封,根据弹性力学理论得出了不同条件下油管柱的轴向位移量,综合考虑了在不同工况下由活塞效应、螺旋弯曲、径向压力、温度变化、松弛力以及摩阻等因素引起的油管轴向位移;同时考虑了在注气油管内气体的横向压力效应,运用VB语言编制程序,将各自计算结果进行了比较分析。结果表明,在注气油管内考虑横向压力效应时与常规油管长度计算油管轴向位移有明显差异;油管内液体流动引起的油管轴向伸长与注入速度的平方成正比,在注入速度过大时对轴向位移有明显影响。     

有杆泵采油时油管柱轴向虚力的计算

针对上冲程油管柱失稳弯曲是轴向虚力作用的结果，建立了油管柱底部轴向虚力的计算公式，并指出为增加油管柱的稳定性，应尽量使泵的沉没度接近ａ＾２／ｂ＾２Ｈ，并尽量采用小泵径。     

深井试油管柱力学分析及其应用

针对深井管柱温度高、注液压力大,管柱受力复杂等特点,综合考虑井身结构、管柱组合、工况、施工顺序等因素,考虑封隔器的约束和温度、压力变化引起的温度效应、螺旋弯曲效应等四种效应对管柱受力、变形的影响,给出了试油井下管柱轴向受力、变形、应力计算方法,并结合油田现场实际对流体摩阻的计算方法进行了简化。根据理论分析开发了深井试油井下管柱力学分析软件,在管柱组合设计与强度校核、施工参数计算方面具有一定的指导意义,在胜利油田和大港油田已实际运用多次。     

注水管柱应力与轴向变形分析

利用弹性力学理论详细分析了注水压力、注水管柱自重、井口压力、流量、地层温度和液体流动摩擦阻力对注水管柱应力及轴向变形的影响,并给出了相应的计算公式。通过实际算例得出以下结论：（１）液体流动摩擦引起的动应力与速度的平方成正比,在总应力中占有相当比例;（２）注水管柱的轴向变形中,液体流动及地温引起的变形是不可忽略的因素;（３）在实际工程中,由于井壁对注水管柱及封隔器的摩擦作用,管柱的实际应力和轴向变形小于理论计算值。     

柴达木盆地高温高压井试油管柱力学分析与应用

随着柴达木盆地油气勘探的不断深入,越来越多的高温高压井(储层孔隙流体压力≥70MPa,储层温度≥150℃)投入试油作业,施工复杂程度不断增加.为保障高温高压井试油管柱安全,本文从分析高温高压井管柱设计难点入手,进行试油管柱力学分析及技术对策研究,合作研发了管柱受力分析软件,运用该软件进行精确的管柱力学分析及安全校核,指...     

复式膨胀节当量轴向位移的计算

横向位移产生的轴向当量位移,是复式膨胀节设计和选用过程中一项重要参数.文章通过复式膨胀节几何变形关系,推导出了横向位移产生的最大轴向位移的一般表达式,并结合横向位移的特点加以简化,得出了工程设计计算复式膨胀节转角、横向位移计算系数和横向位移产生的单波当量轴向位移的关联式.     

斜井试油管柱设计

针对试油管柱设计不好就可能导致管柱断裂的问题,对斜井试油管柱进行了受力分析,给出了轴向拉力、外挤压力和内压力计算公式与试油管柱设计方法。在轴向拉力计算中考虑了井眼弯曲所产生的附加拉力。提出在设计试油管柱时,下部管柱钢级和壁厚的初选可以用抗外挤和抗内压两种方案,然后从两套方案中选取高钢级方案;上部管柱钢级、壁厚和螺纹类型按抗拉强度确定,考虑到现场一趟试油管柱使用同一钢级和同一壁厚的习惯,若上部管柱钢级和壁厦高于下部管柱,采用抗拉强度确定的钢级和壁厚代替由抗外挤或抗内压选定的钢级和壁厚。     

弹性力学平面问题的位移函数及其差分格式

从弹性力学平面问题的基本方程出发，导出了弹性力学平面问题的位移函数，提出了相应的位移函数差分法。该方法克服了应力差分法不能适用于位移边界条件的不足，可以求解具有任意边界的平面问题。用该方法对两端固支的方形深梁作了计算并与有限元法计算结果作了比较，表明该方法具有较好的精度。     

螺杆泵采油油管柱弯曲对抽油杆柱的影响

抽油杆柱断脱是螺杆泵采油最棘手的问题之一。为此, 就螺杆泵采油时油管柱弯曲对抽油杆柱的影响做了分析。通过分析, 给出了油管柱轴向压力与弯曲变形计算式, 着重讨论了油管柱弯曲对抽油杆柱的弯曲角度、弯曲产生的附加弯矩和附加应力的影响。认为螺杆泵正常工作以后, 因温度的影响, 油管的弯曲增加, 抽油杆柱产生与油管相同的弯曲。最后对某油田的某一螺杆泵井作了实例计算。     

油管柱在抽油过程中的应力测定

为了探究抽油井油管断裂的原因和破坏机理，采用油管柱载荷传感器对悬挂和抽油状态下的油管载荷进行了测试。根据测试结果分析可知，油管柱悬挂在井口及抽油过程中所受扭矩很小，可忽略不计；油管弯曲应力随机性很大，因受油井狗腿度、油管弯曲度和工人操作技术等影响，油管悬挂在井口有时会出现较大弯曲应力；油管受力复杂，在同一截面上各点的应力大小不同，既要考虑最大拉弯组合应力引起的油管破坏，还要考虑循环特征值较小时油管的疲劳问题。     

连续管伸长量分析

连续管在作业过程中因受残余应力等多种因素的作用,容易发生塑性变形伸长。在分析连续管残余应力的形成及塑性伸长原理的基础上,重点讨论了轴向载荷引起的伸长、热伸长、内外压差引起的伸长及螺旋弯曲引起的缩短等4种变形问题,研究了相应的理论计算公式和计算方法,并通过实例计算绘制关系曲线,阐明了连续管变形伸长的基本特点:连续管在起下作业中的塑性变形伸长比常规油管复杂,其变形伸长量比较明显;连续管轴向伸长量和螺旋屈曲缩短量都比较大,在作业中应重点考虑;热伸长和内外压差引起的伸长比较小,在作业中可不作为重点考虑;在实际作业中连续管总的变形伸长量是上述4种变形的不同组合,由于伸长与缩短相互抵消,故总的变形伸长量并不大。     

杆式抽油井油管应力与强度分析

针对大庆油田高含水期强化开采过程中出现杆式抽油井液位下降严重导致油管频繁断裂的情况，对杆式抽油井油管应力和强度进行了分析，指出由于井液浮力和阻尼减小，油管剧烈的自由振动可引起疲劳损坏，这是大庆某些采油厂频繁发生油管断裂的主要原因。据此，相应提出了预防油管断裂的五条措施。     

水力活塞泵采油管柱受力分析

针对我国油田水力活塞泵采油井完井管柱存在弯曲，导致水力活塞泵故障率增高的状况，提出了运用钻柱弯曲理论与计算公式进行处理采油管柱的方法。给出了水力活塞泵采油井完井采用压重式封隔器坐封的最小坐封力、中和点、产生弯曲的各种轴向力和弯曲形成后的螺距等参数的计算公式，并进行了实例计算。     

长庆油田带压作业分层注水工艺管柱

针对常规分层注水管柱带压作业下钻不能有效封堵油管,起钻前常规油管堵塞器因不能通过封隔器、配水器等小孔径工具封堵油管导致的投送不到位等问题,设计了带压作业分层注水工艺管柱,并研发出配套工具。该管柱既解决了带压下钻油管封堵问题,又能为再次带压作业封堵油管提供便利条件,解决了过封隔器、配水器等小孔径工具(准46 mm)封堵常规油管(准62 mm)的问题,实现了全程带压作业。现场应用表明,带压作业分层注水工艺管柱提高了施工效率,节约了施工费用,具有良好的推广前景。     

连续气举管柱及阀工作参数设计方法

利用有现货供应的可捞式阀，以一定年限内油井可预计到的终点条件为基础，进行连续气举管柱及阀的分布设计；以油井当前的条件进行阀工作参数的设计和调节，确保一定年限内不起下管柱，油井仍能高效连续工作。对某油田的Ｓ井，以３年内不起下管柱、油井产液含水率５０％为基础，进行了实例设计，说明了设计方法、设计过程及设计方案的实施办法。     

油管寿命的可靠性分析

油管的损坏是多种随机因素综合作用的结果，是造成抽油井检泵的主要原因之一。通过大庆油田采油一厂1986～1996年各井油管损坏的实际资料和数据以及现场统计调查，建立了3．5mm单根油管和油管柱的寿命统计模型，由此模型用数理统计方法对油管和油管柱的寿命分布规律进行了讨论，指出油管和油管柱的失效寿命分别服从威布尔分布和指数分布，得到了油管的失效规律。经程序计算可知，同种规格的油管柱寿命约为单根油管寿命的二分之一。