套管-水泥浆系统流固耦合振动特性研究
本文关键词:套管-水泥浆系统流固耦合振动特性研究 出处:《应用力学学报》2017年04期 论文类型:期刊论文
【摘要】:已有文献在计算振动固井套管固有振动特性时,未充分考虑水泥浆和套管流固耦合的影响,难以准确地得出套管在水泥浆条件下的振动特性。本文进一步考虑了套管和水泥浆的耦合振动特性,基于Euler-Bernoulli梁柱理论及Hamilton变分原理推导了套管与水泥浆耦合振动控制方程,采用有限元方法计算了套管在水泥浆条件下的振动特性,综合分析了管内压力、水泥浆密度、套管长度、水泥浆阻尼等因素对耦合系统横向振动固有频率的影响。结果表明:套管-水泥浆系统的耦合特性不可忽略,随着水泥浆密度的增加,套管横向振动的固有频率降低;套管内流体压力、水泥浆的粘性阻尼和科氏阻尼对耦合系统的横向振动固有频率影响较小,可以忽略不计;随着套管长度的增加,套管横向振动固有频率减小。研究结果可为振动发生器的优化设计提供理论基础。
[Abstract]:The influence of cement slurry and casing fluid-solid coupling has not been fully considered when calculating the inherent vibration characteristics of vibrating cementing casing. It is difficult to get the vibration characteristics of casing under the condition of cement slurry accurately. The coupling vibration characteristics of casing and cement slurry are further considered in this paper. Based on Euler-Bernoulli beam-column theory and Hamilton variational principle, the governing equation of coupling vibration between casing and cement slurry is derived. The vibration characteristics of casing under cement slurry condition are calculated by finite element method, and the pressure, cement slurry density and casing length are analyzed synthetically. The influence of cement slurry damping on the natural frequency of transverse vibration of the coupling system. The results show that the coupling characteristics of the casing and cement slurry system can not be ignored, with the increase of cement slurry density. The natural frequency of casing lateral vibration is reduced; The influence of fluid pressure in casing, viscous damping of cement slurry and Coriolis damping on the natural frequency of transverse vibration of coupling system is negligible. With the increase of casing length, the natural frequency of casing transverse vibration decreases. The results can provide a theoretical basis for the optimal design of vibration generator.
【作者单位】: 中国石油天然气股份有限公司西南油气田分公司;加利福尼亚大学;中国石油大学(北京);清华大学;
【基金】:国家自然基金创新群体项目(51521063)
【分类号】:TE256
【正文快照】: 油气井固井对油气井建井、井筒完整性、注采生命周期、油藏的最终采收率至关重要。当今,油气井勘探开发朝着“超深、低渗、深海、非常规”油气藏的方向进行,勘探开发难度剧增,对油气井固井质量提出了更高的要求。在钻井和开采过程中,井筒完整性失效事故频发,例如在页岩气开发
【参考文献】
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1 杨全枝;张晓斌;闫波涛;于小龙;李杰;;振动波在套管介质中的传播规律研究[J];石油矿场机械;2014年03期
2 王恩合;王学良;王学成;陈杰;王雪梅;;动态振动固井技术研究及现场试验[J];石油钻探技术;2011年04期
3 丁士东;张克坚;高德利;周体秋;;新型井口脉冲振动固井装置的研制与应用[J];石油机械;2006年11期
4 韩玉安,孙艳龙,王洪潮,王轶军;国内外振动固井技术的发展现状[J];钻采工艺;2000年04期
5 吴天新,,陆鑫森;钻柱内外沿轴向流动的钻井液对钻柱横向振动的影响[J];振动与冲击;1995年02期
【共引文献】
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1 任锐;姬丽臻;高德利;黄文君;;套管-水泥浆系统流固耦合振动特性研究[J];应用力学学报;2017年04期
2 田家林;吴纯明;杨勇文;姚宇;杨志;袁长福;吴波;;井下钻柱纵向横向耦合振动模型建立与数值分析[J];应用数学和力学;2017年06期
3 尹宜勇;王兆会;任星;刘斌辉;;井下螺杆马达双向振动固井工具的研制[J];石油机械;2017年01期
4 梅明佳;江维;魏周胜;;偏心机械式振动固井技术在长庆油田的应用[J];钻井液与完井液;2016年04期
5 刘国恒;;径向振动固井工具[J];科技创新导报;2015年07期
6 刘敏;陈贺;;多层建筑输水管道动态特性的研究[J];技术与市场;2014年08期
7 许锋;郭长青;黄建红;;弹性支承输流管道在分布随从力作用下的稳定性[J];工程力学;2014年07期
8 周坚;孙万兴;张小建;张海涛;宋磊磊;;振动胶塞固井技术在JF1-8-4井的应用[J];化工管理;2014年14期
9 迟立宾;武骞;闫铁;毕雪亮;王健;;水平井钻柱横向振动有限元分析[J];科学技术与工程;2014年07期
10 闫铁;迟立宾;毕雪亮;王鹏;开s
本文编号:1417557
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