多元热流体热采井下管柱优化设计方法研究
[Abstract]:Offshore heavy oil thermal recovery string is an important wellbore tool system. Influenced by wellbore environment, offshore thermal recovery and working conditions, string structure deformation belongs to flexible, nonlinear contact mechanics problem: pipe string is subjected to gravity, pressure and thermal mining stress during production, and is in dynamic contact with casing. The failure of string structure and failure of function, the contact and friction between string and casing shorten the service life of string during well completion and workover operation. In this paper, we have carried out the following work: 1, using the cylindrical spiral method to calculate the wellbore trajectory parameters, studying the three processes of pipe string down, lifting and steam injection, establishing a nonlinear finite element mechanical model, and using three dimensional beam element. In the nodal coordinate system, the matrix is assembled, the improved square root method is used to solve the large-scale banded equations, and the spring iteration method is used to solve the nonlinear contact. The numerical analysis results of the down-down, up-lift and steam injection process of the pipe string are obtained. The position and quantity of centralizer are designed according to the distribution of tube-casing contact and friction force in the lifting process, and the stroke of heat compensator is designed according to the displacement of the bottom end of heat insulation tubing during steam injection. According to the large hook load analysis of the whole down-down and up-lift process of the string, the down-entry property of the string is studied from the mechanical condition, and the fourth strength theory is used to lower the string. The optimization design system of heat recovery injection string for multi-element heat flux is developed by using Visual Basic 2010, which includes basic data, well trajectory description, string load analysis and finite element analysis of pipe string, including basic data, wellbore trajectory description, string load analysis and finite element analysis. Twelve modules, such as layout design of matching tools, string structure combination, downhill analysis, string structural safety evaluation, string structure optimization, construction report output, industry standard and help, etc. are used to design and analyze the structure and strength of hot mining pipe string. To provide technical support for the design optimization of offshore thermal mining pipe string.
【学位授予单位】:中国石油大学(华东)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TE952
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,本文编号:2216424
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