热固耦合作用下的套管-水泥环-地层多层组合系统应力分析

发布时间：2018-01-22 17:08

  本文关键词： 套管-水泥环-地层 热固耦合 多层组合系统 弹性力学　出处：《中南大学学报(自然科学版)》2017年03期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：考虑非均匀地应力、内压和地层高温对高温高压井套管-水泥环-地层多层组合系统的作用,应用弹性力学理论,结合边界条件、接触条件和连续条件,获得热固耦合作用下套管-水泥环-地层多层组合系统应力分布的解析解。讨论水泥环厚度、弹性模量、泊松比、地层温度、套管-水泥环层数对最内层套管内壁Mises应力分布规律的影响。研究结果表明:上述因素对最内层套管内壁Mises应力的分布均有影响;对比套管-水泥环-地层的单层和多层组合系统,多层组合系统的最内层套管内壁的Mises应力较单层系统明显降低,这说明多层组合系统具有重要的工程价值。
[Abstract]:Considering the effect of non-uniform ground stress, internal pressure and formation high temperature on the casing, cement sheath and formation multi-layer combination system of high temperature and high pressure wells, the theory of elasticity is applied to combine the boundary condition, contact condition and continuous condition. The analytical solution of the stress distribution of the casing cement ring-stratum multilayer system under thermal-solid coupling is obtained. The thickness of cement ring elastic modulus Poisson's ratio and formation temperature are discussed. The influence of the number of casing and cement layer on the distribution of Mises stress in the inner wall of the innermost casing. The results show that the above factors have an effect on the distribution of Mises stress in the inner wall of the innermost casing. Compared with the single-layer and multi-layer combined system of casing cement ring-stratum the Mises stress of the innermost casing wall of the multi-layer composite system is obviously lower than that of the single-layer system. This shows that the multilayer composite system has important engineering value.
【作者单位】： 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院;青岛理工大学理学院;中国石油大学(华东)油气CAE技术研究中心;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51274231,51374228);国家自然科学基金-石化联合基金资助项目(U1262208) 中国石油天然气集团公司重点实验室课题资助项目(2014A-4214) 青岛市应用基础研究计划项目(15-9-1-71-jch)~~
【分类号】：TE931.2
【正文快照】： 准确获取套管-水泥环-地层多层组合系统的应力分布对于防止套管损坏具有重要工程价值。现阶段,高温高压井(HPHT)越来越多,套管处于非均匀高地应力、高内压和高地层温度的联合作用下,这进一步加剧了套管的损坏,故开展热固耦合作用下的套管-水泥环-地层多层组合系统的受力特性分

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：1455254