气井压裂投产一体化管柱力学行为及螺纹密封性能研究
发布时间：2021-11-09 17:20
随着油气田开采进入中后期,部分油田需要通过开采低渗超低渗气藏来保持产能。压裂改造是低渗超低渗气藏提高采收率的有效措施,气井压裂投产一体化管柱能够简化施工工序、降低施工成本、减小储层污染,具备推广价值。特殊螺纹接头是气井压裂投产一体化管柱的关键部件,对管柱密封性能有重要作用,但接头在压裂投产等过程中经历了交变载荷和冲蚀磨损,强度和密封性能受到很大影响。因此,有必要对压裂前后,气井压裂投产一体化管柱典型的特殊螺纹接头在复杂受力和冲蚀磨损条件下的强度和密封性能变化规律开展研究,可为气井压裂投产一体化管柱的设计和应用推广提供理论指导。本文以大庆油田气井压裂投产一体化管柱为研究对象,基于管柱力学基本理论和梁-梁接触理论建立了变截面管柱摩擦接触有限元分析模型,对大庆油田某实际生产井的管柱变形情况进行数值分析,并利用磁定位数据验证了数值分析结果的可靠性。对大庆油田徐深气田生产井一体化管柱在下钻完井、关井、坐封、开井生产、压裂等工况下的力学行为进行有限元分析,得到一体化管柱不同工况下受力变形情况的变化规律。利用旋转式冲刷磨损试验台开展了一体化管柱油管的冲蚀磨损室内试验研究,获得2-7/8TBG油管在给...
【文章来源】：东北石油大学黑龙江省
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
一体化管柱结构示意图
东北石油大学博士学位论文第 2 章 一体化管柱力学行为分析一体化管柱的主要结构如图 2.1 所示。如图 2.2 所示，在压裂、完井、投产等工艺过程化管柱可能受到油管内压力 Pn、油套环空压力 Ph、管柱重力 WG、封隔装置的锚定载荷，受力情况十分复杂。复杂的受力情况会导致管柱下入后应力状态发生变化，需化管柱的力学行为分析，确定不同工况下管柱的受力变形情况，为一体化管柱的连接封性能分析奠定基础。
东北石油大学博士学位论文 ph =ρhgcosα-0.1582ρhvh2Re0.25(d-do)发生突变会引起局部压力损失。如图合动量定理和能量守恒定律求出，如到截面 2 时压力下降，反之则代表流体 P=P1-P2=ρ2(v22-v12) 压力，Pa；压力，Pa；g/m3；速度，m/s。速度，m/s。21
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于线性强化模型的双层厚壁圆筒极限内压统一解[J]. 姜志琳,赵均海,吕美彤,张磊. 工程力学. 2018(S1)
[2]一体化管柱油管特殊螺纹气密封性能研究[J]. 李佳,闫月娟,王尊策,曹梦雨,刘兴国. 石油机械. 2017(08)
[3]N80油管接箍螺纹联接的应力分析与失效评估[J]. 王宝栋,段庆全,刘啸奔,于洋,吴锴. 中国安全生产科学技术. 2017(05)
[4]油管柱在套管中的屈曲行为试验研究[J]. 温后珍,闫兵洋,曹梦雨,王尊策,李仁峰,葛朋. 石油矿场机械. 2017(03)
[5]温度载荷对特殊螺纹油管接头密封性能的影响[J]. 张瑞萍,魏晓冬,窦益华. 机械设计与制造工程. 2016(12)
[6]基于Kriging模型的特殊螺纹油管和套管接头密封可靠性分析[J]. 刘文红,林凯,冯耀荣,王鹏,谢俊峰,杨向同. 中国石油大学学报(自然科学版). 2016(03)
[7]高温高压井特殊螺纹接头的选用与评价试验[J]. 王双来,彭娜,刘卜. 钢管. 2016(01)
[8]Timoshenko梁静力学和动力学问题有限体积法求解[J]. 井丽龙,张文平,明平剑,付丽荣,刘晓刚. 哈尔滨工程大学学报. 2015(09)
[9]油管接头台阶密封面的接触压力及密封性能[J]. 蔄靖宇,李正美,安琦. 华东理工大学学报(自然科学版). 2015(03)
[10]特殊螺纹接头密封性能与结构分析[J]. 辛纪元,吴广瀚,邹天下,朱世忠,李大永. 石油矿场机械. 2015(06)
博士论文
[1]具有台阶密封面的油套管锥螺纹联接力学及密封性能研究[D]. 蔄靖宇.华东理工大学 2016
[2]潜油电泵叶轮的冲蚀磨损研究[D]. 陈思.东北石油大学 2016
[3]精细分层注采管柱力学理论、分析方法及应用研究[D]. 温后珍.东北石油大学 2016
[4]水力压裂工况下典型材质损伤行为及机理研究[D]. 孙丽丽.东北石油大学 2015
[5]绕轴旋转旋流分离器内液-液两相流动特性研究[D]. 徐艳.东北石油大学 2010
[6]压裂管柱内固液两相流动特性及磨损机理研究[D]. 张书进.大庆石油学院 2010
硕士论文
[1]基于有限元技术的特殊螺纹油管接头完整性分析[D]. 王蕾琦.西安石油大学 2015
[2]特殊螺纹油管接头密封性能评价及上扣扭矩控制技术研究[D]. 王轲.西安石油大学 2015
[3]气井完井作业技术研究[D]. 陈强.东北石油大学 2015
[4]水平井压裂喷砂器喷射冲蚀数值模拟[D]. 赵丹妮.东北石油大学 2013
[5]动载作用下特殊螺纹油管接头连接强度及密封性分析[D]. 周海凌.西安石油大学 2013
[6]油水井生产作业杆管柱力学及软件开发[D]. 董赵朋.燕山大学 2009
本文编号：3485760
【文章来源】：东北石油大学黑龙江省
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
一体化管柱结构示意图
东北石油大学博士学位论文第 2 章 一体化管柱力学行为分析一体化管柱的主要结构如图 2.1 所示。如图 2.2 所示，在压裂、完井、投产等工艺过程化管柱可能受到油管内压力 Pn、油套环空压力 Ph、管柱重力 WG、封隔装置的锚定载荷，受力情况十分复杂。复杂的受力情况会导致管柱下入后应力状态发生变化，需化管柱的力学行为分析，确定不同工况下管柱的受力变形情况，为一体化管柱的连接封性能分析奠定基础。
东北石油大学博士学位论文 ph =ρhgcosα-0.1582ρhvh2Re0.25(d-do)发生突变会引起局部压力损失。如图合动量定理和能量守恒定律求出，如到截面 2 时压力下降，反之则代表流体 P=P1-P2=ρ2(v22-v12) 压力，Pa；压力，Pa；g/m3；速度，m/s。速度，m/s。21
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于线性强化模型的双层厚壁圆筒极限内压统一解[J]. 姜志琳,赵均海,吕美彤,张磊. 工程力学. 2018(S1)
[2]一体化管柱油管特殊螺纹气密封性能研究[J]. 李佳,闫月娟,王尊策,曹梦雨,刘兴国. 石油机械. 2017(08)
[3]N80油管接箍螺纹联接的应力分析与失效评估[J]. 王宝栋,段庆全,刘啸奔,于洋,吴锴. 中国安全生产科学技术. 2017(05)
[4]油管柱在套管中的屈曲行为试验研究[J]. 温后珍,闫兵洋,曹梦雨,王尊策,李仁峰,葛朋. 石油矿场机械. 2017(03)
[5]温度载荷对特殊螺纹油管接头密封性能的影响[J]. 张瑞萍,魏晓冬,窦益华. 机械设计与制造工程. 2016(12)
[6]基于Kriging模型的特殊螺纹油管和套管接头密封可靠性分析[J]. 刘文红,林凯,冯耀荣,王鹏,谢俊峰,杨向同. 中国石油大学学报(自然科学版). 2016(03)
[7]高温高压井特殊螺纹接头的选用与评价试验[J]. 王双来,彭娜,刘卜. 钢管. 2016(01)
[8]Timoshenko梁静力学和动力学问题有限体积法求解[J]. 井丽龙,张文平,明平剑,付丽荣,刘晓刚. 哈尔滨工程大学学报. 2015(09)
[9]油管接头台阶密封面的接触压力及密封性能[J]. 蔄靖宇,李正美,安琦. 华东理工大学学报(自然科学版). 2015(03)
[10]特殊螺纹接头密封性能与结构分析[J]. 辛纪元,吴广瀚,邹天下,朱世忠,李大永. 石油矿场机械. 2015(06)
博士论文
[1]具有台阶密封面的油套管锥螺纹联接力学及密封性能研究[D]. 蔄靖宇.华东理工大学 2016
[2]潜油电泵叶轮的冲蚀磨损研究[D]. 陈思.东北石油大学 2016
[3]精细分层注采管柱力学理论、分析方法及应用研究[D]. 温后珍.东北石油大学 2016
[4]水力压裂工况下典型材质损伤行为及机理研究[D]. 孙丽丽.东北石油大学 2015
[5]绕轴旋转旋流分离器内液-液两相流动特性研究[D]. 徐艳.东北石油大学 2010
[6]压裂管柱内固液两相流动特性及磨损机理研究[D]. 张书进.大庆石油学院 2010
硕士论文
[1]基于有限元技术的特殊螺纹油管接头完整性分析[D]. 王蕾琦.西安石油大学 2015
[2]特殊螺纹油管接头密封性能评价及上扣扭矩控制技术研究[D]. 王轲.西安石油大学 2015
[3]气井完井作业技术研究[D]. 陈强.东北石油大学 2015
[4]水平井压裂喷砂器喷射冲蚀数值模拟[D]. 赵丹妮.东北石油大学 2013
[5]动载作用下特殊螺纹油管接头连接强度及密封性分析[D]. 周海凌.西安石油大学 2013
[6]油水井生产作业杆管柱力学及软件开发[D]. 董赵朋.燕山大学 2009
本文编号：3485760
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