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注蒸汽井套管热—结构耦合应力场研究

发布时间:2018-02-10 08:54

  本文关键词: 注蒸汽井 套管 有限元 热-结构 耦合 出处:《西南石油大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:稠油注蒸汽井普遍存在套管损坏问题,套管损坏的原因是多方面的,其中最主要的影响因素是高温,本论文就是通过采用有限元分析技术来研究注蒸汽井套管热-结构耦合应力场的分布以及温度、注汽压力、残余应力等对套管损坏的影响规律,最后根据分析的结果提出预防措施和建议。本论文开展工作主要为以下几点:1、通过收集资料,对国内外注蒸汽井套管各种研究现状进行归纳分析,以及注蒸汽井套管损坏机理分析,分析了各种地质因素和工程技术因素对套管损坏的影响;2、分析了注蒸汽井套管柱的三轴热应力计算模型;3、对比分析了各种现有注蒸汽井套变力学模型,其中采用真三维套管-水泥环-岩层系统力学模型能够真实模拟套管的受力和变形;4、运用ANSYS软件,开发注蒸汽井套管-水泥环-岩层的真三维系统热-结构耦合的有限元分析APDL程序,采用顺序耦合分析方法,对比分析了注蒸汽井套管-水泥环-岩层系统的二维模型和真三维模型,并分析了各种参数对套管柱应力分布规律的影响;5、对注蒸汽井套管残余应力的分析,研究残余应力的产生机理以及多个循环套管残余应力的计算模型,运用有限元模拟分析和比较不同类型套管多个循环的残余应力;6、通过以上的分析提出预防注蒸汽井套管损坏的方法和建议。本文采用的真三维套管-水泥环-岩层系统力学模型进行注蒸汽井套管热-结构耦合有限元模拟分析,考虑了高温、非均匀地应力以及地质构造形态的综合作用,更能反映套管的实际受力情况,为注蒸汽井套管损坏的研究提供了一种新的研究方法。
[Abstract]:Steam injection well problems of casing damage, reason of casing damage is in many aspects, which is the main influencing factors of high temperature, this paper is to study the steam injection well casing thermal structure coupled stress field and temperature by using the finite element analysis technology, steam injection pressure, residual stress and so on influence of casing damage, according to the results of the analysis put forward the preventive measures and suggestions. This thesis work mainly as follows: 1, through the collection of information on the domestic and foreign research status of well casing steam injection of various inductive analysis, and steam injection well casing damage mechanism analysis, analysis of various geological factors and Engineering technical factors on casing damage; 2, analysis of three axis thermal steam injection well casing string stress calculation model; 3, comparative analysis of the existing steam injection well casing deformation mechanics model, including mining With the true three-dimensional casing cement stratum system mechanics model can simulate the stress and deformation of casing; 4, the use of ANSYS software, the development of steam injection well casing cement sheath rock true three-dimensional finite element system of thermal structure coupling analysis APDL program analysis method using sequential coupling, comparative analysis of the two a model of casing cement ring steam injection well rock system and true 3D model, and analyzes the influence of various parameters on the stress distribution of casing; 5, analysis of the residual stress of casing in steam injection well, the calculation model to study the generation mechanism of residual stress and a plurality of circular casing residual stress. By using the finite element simulation analysis and comparison of different types of casing and a plurality of cyclical residual stress; 6, prevention methods and suggestions in steam injection well casing damage is proposed through the above analysis. This paper uses the true three-dimensional casing cement rock layer For steam injection well casing thermal structure coupling finite element simulation analysis system of mechanical model, considering the high temperature, non-uniform in-situ stress and geological structure of the comprehensive action to better reflect the actual stress of casing, provides a new method for the study of steam injection well casing damage.

【学位授予单位】:西南石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TE934

【参考文献】

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本文编号:1500139

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