油管柱的受力与变形

随着深井技术和压裂工艺的日益发展,对油管柱的要求便越来越高。本文结合矿场实际,系统地阐述管柱的抗拉强度及组合,管柱在井内的自由伸长及封隔器管柱的受力与变形等管柱在几种常见情况下,受力与变形分析及计算方法,并列举应用实例,以供参考。最后还简要地介绍了管柱不致产生永久性螺旋弯曲的条件。     

高强混凝土管柱轴心受力性能试验研究及分析

通过4根高强混凝土管柱长柱的受压全过程试验及2根管柱的受拉全过程试验,研究了高强混凝土受压管柱的正常使用状态及极限状态的受力及变形特征、破坏过程及其承载力.并且研究了高强混凝土受拉管柱在正常使用状态下的变形规律、裂缝开展情况及受拉承载力.通过试验,发现高强混凝土管柱破坏具有突然性.同时用数值积分方法编制了非线性分析程序并分析了9根高强混凝土管柱.结果表明,计算结果与试验数据吻合较好,并且管柱承载力主要取决于混凝土强度及长细比.     

水平井分段酸压管柱技术研究

针对建南气田水平井层段的非均质性差异和破裂压力高的特点,需要采取分段高压酸化压裂措施改造。设计水平井分段高压酸化压裂管柱,通过管柱受力分析,达到优化管柱设计,工艺可行,耐高压,易解封的目的,为水平井分段高压酸化压裂措施施工提供一种有效的管柱工艺技术。     

高强混凝土管柱轴心受力性能试验研究及分析

通过4根高强混凝土管柱长柱的受压全过程试验及2根管柱的受拉全过程试验，研究了高强混凝土受压管柱的正常使用状态及极限状态的受力及变形特征、破坏过程及其承载力。并且研究了高强混凝土受拉管柱在正常使用状态下的变形规律、裂缝开展情况及受拉承载力。通过试验，发现高强混凝土管柱破坏具有突然性。同时用数值积分方法编制了非线性分析程序并分析了9根高强混凝土管柱。结果表明，计算结果与试验数据吻合较好，并且管柱承载力主要取决于混凝土强度及长细比。     

分层注水工艺管柱变形量计算

针对目前分层注水工艺中所使用2个或2个以上封隔器的相互作用,使得管柱的变形量计算趋于复杂的问题.以水力压缩式封隔器分层注水工艺管柱为例,较详细的分析了管柱受力坐封前、坐封后和注水3个过程中的受力状态和变形情况,并对注水时层间压差引起的受力差异给出了重点分析,推导出了管柱在不同过程中的受力及变形计算公式.为层流注水工艺解决层间矛盾,调整油层平面上注水分布的均匀性提供了理论依据.     

井下生产管柱载荷受力测试技术研究

基于三维力学模型获得的井下管柱受力情况和运动状态因缺少实时监测数据的支持存在一定的盲目性,所组合的管柱有效期较短。井下载荷测量装置是一套存储式的测试系统,主要由轴向力应力传感器、压力传感器、温度传感器、通信接头等几部分组成,将其连接到井下管柱中,可以实时采集井下温度、压力及管柱受力等参数。现场试验表明,根据现场实测管柱受力曲线,可更准确地掌握管柱的实时受力状态,更好地优化井下工具和管柱组合。     

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。     

红河油田水平井压裂管柱可下入性分析及其应用

压裂管柱的安全下入是保证压裂作业正常实施的先决条件。根据红河油田水平井压裂工艺特点,通过建立压裂管柱下入过程中的力学模型,对压裂管柱可下入性展开了分析研究:一是进行了压裂工具遇卡位置分析、管柱强度校核以及管柱可下入性的判定;二是计算了管柱下入过程中的受力情况及压裂管柱的轴向应力、径向应力、切向应力、安全系数。该研究结果在HH55P22井上进行了验证,从而为优化水平井压裂管柱设计、压裂工具选型,确保管柱下入过程中的安全性提供了理论依据。     

碳纤维加固钢筋混凝土柱技术

碳纤维CFRP加固钢筋混凝土柱,能使混凝土柱由轴向受力状态变为三向受力状态,使混凝土柱的横向变形受到约束,从而提高混凝土柱的轴向承载能力。尽管碳纤维加固钢筋混凝土柱施工简单,加固效果好,但不适用于高温环境及防火等级要求高的建筑。     

斜拉桥前支点挂篮施工过程模拟分析

为明确前支点挂篮施工斜拉桥施工过程中挂篮变形及受力状态,针对影响施工控制精度的节段施工中间张拉过程与前支点挂篮密切相关的问题,基于前支点挂篮受力分析及MIDAS CIVIL有限元模拟,提出中间张拉索力计算公式及挂篮参与整体受力变形的9步施工过程模拟分析方法,并与实际工程中结构受力状态和变形状态进行对比分析.结果表明,根据这种施工过程模拟分析得到的施工预拱度、中间张拉过程理论高程及内力状态均满足施工控制精度的要求,可用于指导实际工程.     

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。     

大牛地气田双封分层压裂投产管柱研究应用

大牛地气田属低孔、低渗、低压、多层系气藏,部分井单层压裂改造不能满足经济有效开采要求,需要采用双封隔器分压二层,压后不动管柱投产合采。针对液压式封隔器组合分层压裂管柱存在的问题,研究出一套适合大牛地气田分压改造后直接合采投产的井内管柱。该管柱采用机械式封隔器组合,提高了压裂管串的可靠程度,特别是开发出了双滑套喷砂器,在压裂施工结束后不用动管柱而通过双滑套喷砂器实现下部气层与上部气层的连通,满足了压后不动管柱直接投产、二层合采的需要。从2005年至2006年7月,应用该管柱在大牛地气田进行了57口井114层的压裂施工,工具应用成功率达97.0%,取得了显著成效。     

不稳定注入水力压裂波动压力的产生与传播特性研究

区别于常规稳定注液方式,不稳定注入水力压裂在施工过程中通过改变注入流量、利用流量变化产生的动态效应来提高压裂改造效果.其中压裂液沿管柱的流动规律对于压裂施工过程至关重要.本文建立了管柱内流体瞬态流动的动力学模型,该模型考虑了储层渗流与非恒定摩阻的影响.分别采用特征线法与有限差分法对上述模型进行求解.进一步分析了地质参数...     

酸压气举排液一趟管柱在玉门油田的应用

玉门油田根据其低压、高气液比的裂缝性油藏特征,设计出一种酸压气举排液完井一趟管柱。该管柱在常规压裂管柱上安装气举阀,在油井压裂施工结束后不起出压裂管柱,采用这趟管柱实现酸压、连续气举排液及完井生产等功能。36口井的应用表明,该管柱承受压力高,排液速度快,不动管柱可实现连续气举生产,既简化了作业程序,又能达到增产增效的目的,在油田具有广阔的应用前景。     

大通径压裂封隔器及管柱研究

大通径压裂管柱能明显减少管柱摩阻,降低施工泵压,以及提高压裂作业效能。根据江汉油田的油井生产状况和地层特点研制的大通径压裂封隔器及管柱,能很好地与井下Ф88．9mrn油管（内通径76mrn）相配套,无须球座封。     

涪陵页岩气井井下安全控制技术探讨

目前国内常规气藏,主要采用酸压、完井一趟管柱完井,管柱配套有井下安全阀,地面配套控制系统,更换管柱时多采用压井作业实施。涪陵页岩气田完井方式与常规气田不同,主要采用水平井桥塞分段压裂完井,不能实现压裂、完井一趟管柱工艺。涪陵页岩气田所选用的套管规格限制了井下安全阀可选用的规格,将会影响测试、井下节流等技术的应用,需要研制适合涪陵页岩气井的较大通径井下安全控制管柱。     

完井管柱受力与完井施工方案制订的因素分析

完井管柱在井内随着工况的不同会受到不同外力因素的影响,主要有重力效应、活塞效应、螺旋弯曲效应、膨胀效应和温度效应等,同时,完井管柱由于完井方式的不同其效应受力也会有所变化;因此,要制订安全合理的施工方案就要充分考虑各种效应的影响,着重分析完井管柱及井下相关工具的工作状态与环境,确定需要计算的关键点。     

大跨仿古钢结构局部拆除重建监测与控制

洛阳明堂仿古钢结构以内空直径50.9 m跨越既有遗址范围而建,后因外观设计和空间功能需求改变而对其上部结构进行了拆除、重建.在施工过程中结构受力体系产生了系列变迁与调整,作用荷载类型与分布形态也存在差异.为确保结构施工不影响既有遗址存在状态和结构整体安全,对其拆除和重建过程开展了监测和控制研究.结合大跨仿古钢结构受力特点,建立了结构应力、变形和沉降监测体系,明确了各施工阶段平面网架层、斜框架柱和内圈独立基础等关键部位或构件的受力变化规律,并适时调整和控制相应后续阶段的施工过程与方法.所开展的工作验证了该大跨钢结构采用拆除、重建方案的合理性和有效性,为同类工程安全施工提供了技术参考.     

水平井下套管摩阻分析计算

通过分析带扶正器套管柱的受力与变形，导出了套管柱在水平井中的摩阻计算模型。模型考虑了管柱单元体的刚性效应及套管扶正器的影响，同时对实测井斜数据进行平滑和插值处理。在克拉玛依油田的试验水平井ＨＷ７０１中用该模型开发的软件预测了完井套管柱下入的摩阻力和井口载荷，预测结果与实测结果吻合较好。     

不等强混凝土框架节点受力性能

目的研究框架节点采用梁板混凝土施工的可行性,解决施工质量问题.方法建立钢筋混凝土框架节点有限元模型,对比分析整体节点（节点混凝土与柱混凝土相同）与夹心节点（节点混凝土与梁混凝土相同）的受力和变形性能.结果在反复荷载下有限元分析结果同试验结果吻合,在单调荷载下有限元分析说明了整体节点与夹心节点的受力和变形差异,再现了混凝土节点的受力和传力过程.结论夹心节点整体受力和变形性能稍差于整体节点,但节点区都有一定的安全储备,再现了试验难于观察的节点传力过程,说明了节点传力中斜压杆机构、桁架机构及约束机构并存及发展的机理.