水泥环力学变形规律及其对结构完整性的影响
[Abstract]:In the production process of oil and gas wells and gas storage wells, the integrity of wellbore, especially the structural integrity of cement ring, plays an important role in ensuring production safety. On the basis of studying the deformation law of cement ring, three kinds of constitutive equations of cement ring under triaxial compression are established, such as ideal elastoplastic model, linear hardening model and nonlinear elastoplastic deformation model. Based on the mechanical model of casing cement ring-stratum combination, the influence of different deformation laws on the mechanical integrity of the composite during loading and unloading is analyzed. It provides a basis for evaluating the mechanical integrity of the composite reasonably selecting the mechanical parameters of cement ring and guiding the design of cement slurry system. The results show that the three constitutive relationships of ideal elastoplasticity linear hardening and nonlinear elastoplastic deformation have different effects on the interfacial stress of cement ring. Under the same parameters, the stress of the cement ring with three constitutive relations is basically the same when the cement ring is not yielding, but the contact stress and Mises stress at the interface of the cement ring under the nonlinear elastoplastic deformation constitutive relationship after the loading of the cement ring yield. The circumferential stress and shear stress are the highest, which are prone to compression, tensile and shear failure. After unloading under pressure, the stress at the interface of the cement ring is the smallest, and the interface tear is easy to occur. Therefore, the ideal elastic-plastic model or linear hardening model should not be used as far as possible to simplify the calculation of the influence of deformation law of cement ring under triaxial stress on the integrity of the composite. However, at the wellhead of low ground stress, ideal elastoplastic constitutive equation or linear hardening constitutive equation can be used to simplify the calculation of deformation law of cement ring to judge the integrity of cement ring cementing interface.
【学位授予单位】:东北石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TE256
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,本文编号:2378117
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