非均匀地应力下套管应力的敏感性分析

套损是影响地下储气库井筒完整性的关键问题,制约着储气库长期的安全生产。为此,基于弹性力学理论,运用有限元分析方法,建立了理想固井状态下的套管-水泥环-地层组合分析模型,对受非均匀地应力时组合体各层Mises应力的分布规律进行了研究,讨论了套管应力对水泥环与地层的弹性参数变化的敏感程度。结果表明：套管内壁的应力明显高于水泥环和地层内壁的应力且沿井周呈非均匀分布;地层弹性模量对套管内壁应力的影响最为显著,套管应力随地层弹性模量的增加急剧减小;其次为水泥石弹性模量,当其与地层弹性模量相同时,套管应力达到最大。该研究成果可为优化套管完井设计和预防套管损坏提供理论参考。     

套管非均匀磨损的平面有限元分析

本文利用有限元法,在ANSYS中建立不同磨损量的套管模型,并对其内壁施加载荷,计算不同磨损量下套管的抗内压强度。之后,与实物的实验结果进行对比。得出在一定范围内,套管的抗内压强度与内壁的磨损量基本成线性关系。套管的实际磨损是非均匀的,为了简化计算,模型中的磨损是均匀的。     

非均匀地应力下套管的抗外挤强度理论解

从非均匀载荷产生的原因出发,结合钻井工程的实际情况,讨论了固井后套管边界的受力情况,并建立了套管在非均匀载荷作用下的力学模型,采用弹性力学逆解法求得了该问题的解析解。在此基础上,根据套管的应力分布规律提出了非均匀外载等效成均匀外载的方法。并结合含磨损、残余应力等缺陷套管在均匀外压下的抗挤强度,提出了套管在非均匀载荷下的抗挤强度计算方法。     

套管磨损及地应力对深井套管柱强度的影响分析

油田开发过程中,采油套管损坏给油田造成了巨大的经济损失。采用弹性力学解析及有限元方法,给出了考虑磨损时套管剩余抗挤强度、抗内压强度,以及非均匀地应力作用下套管外壁等效外挤载荷的计算方法,分析了非均匀地应力作用下不同套管磨损量对套管强度,以及不同地层性质对套管地应力外挤力的影响。研究表明,当磨损度为10%时,套管的剩余抗外挤强度、剩余抗内压强度降低约30%;套管内壁的M ises应力和套管外壁地应力外挤力随地层弹性模量的增大均明显减小,说明地层越硬,套管将偏于安全。     

套管磨损的平面应力有限元分析

在油田钻井过程中,由于钻杆的偏心,套管内壁会出现磨损。利用有限元分析软件ANSYS建立套管模型,内壁取不同磨损量,并对其内壁施加载荷,计算在不同磨损量下套管的抗内压强度。可以发现,在一定的内压力内,套管的抗内压强度与内壁的磨损量基本成线性关系。文中对套管截面进行了平面应力分析。     

非均匀地应力下套管水泥环受力研究

以套管一水泥环一储层岩体环组合系统为研究对象,以弹性力学为基础,对套管及水泥环在非均匀地应力和均匀内外压共同作用时的受力特性进行分析。     

磨损对套管抗挤强度影响的有限元分析

通过建立磨损后套管三维模型导入ANSYS有限元软件的方法,分析了不同磨损程度对弯曲套管和直套管抗挤强度的影响。结果表明,随着磨损深度的增加,弯曲套管的剩余抗挤强度逐渐降低,且磨损深度与弯曲套管剩余抗挤强度基本呈线性关系;弯曲也会降低套管的抗挤强度。     

特厚壁套管在非均载荷下的抗挤强度分析

通过有限元软件分析了非均载荷下特厚壁套管的壁厚与抗挤强度的关系,给出了两者的量化曲线,同时在考虑套管椭圆度的情况下对非均匀载荷下特厚壁套管的抗挤强度做了分析。特厚壁套管在非均载荷下的抗挤强度明显增强,有较好的发展前景。     

港西油田应用地应力理论开展套管强度设计的研究与应用

目前钻井工程中的套管设计主要参照SY／T5724—2008套管柱结构与强度设计标准,考虑套管的抗拉强度,抗内压强度和抗外挤强度三种条件。但忽略了在下完套管之后的开发过程中,地应力对套管的力学作用。港西油田自2010年起在套管强度设计上考虑了地应力的影响,提高易套损部位的钢级和壁厚,目前在100余口井上进行了应用,已初步见到了较好的效果。     

定向井套管应力随地应力条件的变化规律研究分析

随着我国经济的迅速发展以及科学水平的进步,我国的石油工业取得了巨大的发展.而在石油工业中,对于定向井套管应力随地应力条件的变化规律研究是比较重要的.目前状况下,我国对于相对复杂条件下的直井套管的损伤问题的研究已经取得了一定的成果.而对于相应的定向井情况的研究却十分稀少.     

定向井套管应力随地应力条件的变化规律研究分析

随着我国经济的迅速发展以及科学水平的进步,我国的石油工业取得了巨大的发展。而在石油工业中,对于定向井套管应力随地应力条件的变化规律研究是比较重要的。目前状况下,我国对于相对复杂条件下的直井套管的损伤问题的研究已经取得了一定的成果。而对于相应的定向井情况的研究却十分稀少。     

水泥环对磨损套管抗内压强度的影响研究

用弹性有限元方法,建立套管一水泥环的有限元力学模型.对套管--水泥环内壁不同磨损量时的杭内压强度进行了计算,分析了在不同磨损量时,在内压作用下,套管管体达到屈服时,VonMise应力随套管最小壁厚和圆周方向的变化情况,并比较了在相同磨损量下,套管和套管一水泥环之间Von Mise以及抗内压强度之间的大小关系,最后得出了在相同磨损情况下,水泥环对磨损套管抗内压强度的影响效果.     

定向井套管应力随地应力条件的变化规律探索

随着社会市场经济的发展,我国的石油工业取得了较大的进步,并且其复杂应力条件下的直井套管的相关研究也在不断的进步,而定向井的套管具有一定的特殊性,其在实际的运行过程中,受到应力条件变化的影响比较大,对其变化规律进行有效的探索是非常必要的,本文就主要在定向井套管应力三维有限元计算模型的基础上,对其随地应力条件的变化规律进行简单探索。     

基于ANSYS的套管螺纹应力分析

石油套管在井下受力复杂,其螺纹连接是套管的薄弱环节。在目前发现的套损中有很大的比例是由螺纹连接失效造成的,因此真实地模拟井下受力情况,并且准确的测出在不同工况与螺纹部位的应力应变场的关系,对研究套管螺纹连接的极限承载能力,保护套管,保证油田正常生产具有十分重要的意义。文章采用ANSYS软件提供的子模型方法,通过有限元分析方法研究套管螺纹受力状况及变形情况,模拟井下复杂工况环境对套管螺纹的影响,优化螺纹结构,使应力分布更加合理。     

井眼附近地应力数值模型研究

针对井眼周围岩石的受力情况,通过ANSYS有限元分析软件建立了7个二维数值模型,分析研究了均匀地应力和不同的远场应力对井眼及周围产生的影响,分析了井眼内和井眼外岩石的杨氏模量的差异和钻井过程中流体压力对其所产生的影响。在均匀地应力条件下,地应力的大小和方向是均匀地变化的,应力的非均匀性是井眼附近的应力轨迹发生变化的最主要原因。在非均匀地应条件下,井眼周围的应力轨迹会变为椭圆形。地应力的非均匀性以及岩石强度参数(如杨氏模量)的变化,对于井眼附近的地应力等值曲线形状的改变起着非常重要的作用。钻井液的压力以及非均匀地应力影响着井眼内外的应力变化。     

割缝环模型和有限元模型分析磨损套管剩余抗内压强度

套管磨损造成其抗内压强度降低,为以后的作业留下安全隐患,文中分析了割缝环模型和有限元模型两种方法计算磨损套管的剩余抗内压强度。     

钢筋混凝土库内壁磨损分析及预防

山东鲁城水泥有限公司有两条2500t／d生产线,分别于2003年和2004年投产。2号线只建设至熟料储存,并且原燃材料储存及均化与1号线共用一套。2008年5月份,对两线的熟料库、石灰石、砂岩、钢渣和泥岩等5个粒状物料储存库混凝土内壁的磨损情况进行检查,结果是2号线熟料库、石灰石库和砂岩库的库壁有较大磨损,特别是熟料库和石灰石库,     

非均匀应变模型分析非对称层状陶瓷的残余应力

基于非均匀应变模型，给出了非对称型层合材料由层间约束引起的层内残余应力的解析表达式。得到层内应力沿长度方向和界面法线方向分布的变化规律。指出非对称型层合材料由于弯曲应力的存在，可产生残余弯曲变形并使残余应力沿厚度方向交替变化。材料失效有可能从界面的拉应力层一侧开始。对研究强界面结合层合材料的增强或失效机理以及温变引起的变形和断裂有实际意义。     

大位移井套管磨损模型建立与分析

在大位移井钻井过程中,套管磨损导致钻井时效降低并严重影响钻井安全。针对这一问题,分析大位移井套管磨损的机理及影响因素,建立了磨损效率的模型,确定钻柱与套管的滑动距离、磨损效率及磨损深度。使套管在钻井过程中的磨损程度降到最低,为钻井提供安全保障。     

非均匀沉降下沿海天然气埋地管道安全运行分析

埋地天然气管道运行安全受地基非均匀沉降现象影响严重。为确保管道安全运行,通过对沿海地区埋地天然气管道进行应力监测,获取管道在地基非均匀沉降影响下的环向、轴向附加应力,并结合管道工作内压进行管道应力校核。基于ANSYS软件建立埋地天然气管道有限元模型,对比分析应力监测实际值与数值模拟结果,验证了应力监测数据的有效性和有限元模型的可行性。进一步通过有限元数值模拟探究管道内径、壁厚和埋土参数对管道应力的影响。数值模拟结果表明：在管道敷设阶段,通过减小管道内径、适当增加管道壁厚和选择较硬的埋土可以减小地基非均匀沉降对管道的影响。研究成果可为受地基非均匀沉降影响的埋地天然气管道运行安全提供参考。