煤层气井管杆偏磨影响因素分析与内衬管应用研究
发布时间：2021-12-18 10:39
由于煤层气井排采出的煤层水缺少润滑性且具有腐蚀性,导致管杆偏磨尤其严重。目前煤层气井多采用加装内衬管的方式进行管杆偏磨治理,但由于现场设备老化,加装内衬速度过慢无法满足煤层气井需求。为此本文对煤层气井管杆偏磨影响因素进行分析,并对超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)内衬管进行理论研究及加装内衬设备进行优化,对优化后生产的UHMW-PE内衬管进行现场应用研究。从而达到提高现场生产效率,有效缓解煤层气井中管杆偏磨的问题。具体研究内容如下:针对煤层气井中管杆偏磨问题,分别对自然井斜、失稳弯曲、管杆振动和煤层气产出液等偏磨影响因素进行理论分析,并从井眼轨迹和中和点两方面对发生偏磨位置的分布规律进行总结。在此基础上,对煤层气井管杆进行受力分析,建立油管和抽油杆的力学模型。从UHMW-PE内衬油管的技术原理出发,通过磨损试验和耐药性试验对UHMW-PE内衬管性能进行研究。结合煤层气井现场效率低下及生产设备老化严重的问题,对试压机和翻边机等设备进行结构优化。通过Fluent与Mechanical对普通油管和优化后生产的内衬油管进行可靠性验证,并对内衬管现场应用情况进行了分析。本文研究结果表明:影响煤层...
【文章来源】： 西安石油大学陕西省
【文章页数】：63 页
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 管杆偏磨影响因素分析
1.2.1 偏磨影响因素定性分析
1.2.2 偏磨影响因素定量分析
1.3 内衬管应用现状
1.3.1 金属内衬管应用
1.3.2 非金属内衬管应用
1.4 超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)内衬管应用现状
1.5 研究的主要内容及技术路线
1.5.1 主要研究内容
1.5.2 技术路线
第二章 煤层气井管杆偏磨影响因素分析
2.1 煤层气井管杆偏磨特征
2.2 煤层气井液质特征
2.3 煤层气井管杆偏磨原因分析
2.3.1 自然井斜
2.3.2 失稳弯曲
2.3.3 管杆振动
2.3.4 煤没度
2.3.5 煤层气井液腐蚀
2.3.6 煤粉溢出
2.4 管杆偏磨位置分布规律
2.4.1 沿井眼轨迹
2.4.2 中和点以下
2.5 本章小结
第三章 煤层气井管杆受力分析
3.1 直井段抽油杆受力分析
3.1.1 直井段上冲程抽油杆受力分析
3.1.2 直井段下冲程抽油杆受力分析
3.1.3 直井段抽油杆弯曲变形作用力
3.2 斜井段抽油杆受力分析
3.3 油管受力分析
3.3.1 上冲程时油管受力分析
3.3.2 下冲程时油管受力分析
3.3.3 油管交变载荷
3.3.4 油管弯曲变形作用力
3.4 本章小结
第四章 UHMW-PE内衬管应用研究及有限元分析
4.1 UHMW-PE内衬管技术原理及指标
4.1.1 技术原理
4.1.2 技术指标
4.2 UHMW-PE内衬油管室内试验与评价
4.2.1 纵向回缩率试验
4.2.2 砂浆磨损率试验
4.2.3 拉伸性能试验
4.2.4 维卡软化温度试验
4.3 UHMW-PE内衬管性能及特性试验
4.3.1 耐磨性及磨损试验
4.3.2 耐腐蚀性及耐药性试验
4.3.3 其他优良性能
4.4 UHMW-PE内衬管生产工艺流程
4.5 UHMW-PE内衬油管加工工艺
4.5.1 现存问题
4.5.2 加工工艺过程及设备优化
4.6 UHMW-PE内衬管固液耦合有限元分析
4.6.1 模型建立
4.6.2 管杆偏磨瞬态动力学分析
4.6.3 管杆偏磨流体分析
4.7 本章小结
第五章 UHMW-PE内衬管现场应用及效果效益评价
5.1 延缓检泵周期
5.2 减少耗电量
5.3 应用经济效益分析
5.4 使用效果报告
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]杆管偏磨机理研究与治理对策 [J]. 罗皓源. 化学工程与装备. 2019(05)
[2]延川南煤层气田修井原因分析及对策 [J]. 张文洪. 中国煤层气. 2018(02)
[3]近年国内煤层气产业发展现状 [J]. 侯淞译. 中国煤层气. 2018(01)
[4]中美煤层气资源分布特征和开发现状对比及启示 [J]. 李登华,高煖,刘卓亚,昝昕,郑志红,贾君,吴家萍. 煤炭科学技术. 2018(01)
[5]超高分子量聚乙烯生产及市场现状与应用领域 [J]. 钟韬. 中国石油和化工标准与质量. 2017(24)
[6]保德地区煤层气排采水深化处理工艺 [J]. 陈中良,廖华爱,赵芹,赵祝全. 油气田环境保护. 2017(05)
[7]我国超高分子量聚乙烯的应用及研究现状 [J]. 张文媛. 当代石油石化. 2017(09)
[8]煤层气抽油机井偏磨原因分析及治理对策研究 [J]. 陈磊,关济朋,范书军,吴定泉,田江,孙泽军. 中国煤层气. 2017(04)
[9]管杆偏磨机理研究及防治措施 [J]. 张晓梅,李宗林,孟昊,孟德武. 化工设计通讯. 2017(05)
[10]超高分子量聚乙烯内衬油管特性试验 [J]. 林冬. 石油石化节能. 2016(11)
博士论文
[1]基于抽油杆柱屈曲构型仿真的直井杆管偏磨理论研究[D]. 孙秀荣.燕山大学. 2018
硕士论文
[1]油管内衬用耐磨隔热高分子复合材料的制备和性能[D]. 冯春亮.扬州大学. 2018
[2]煤层气井有杆排水系统优化设计研究[D]. 孙旭光.西安石油大学. 2016
[3]中国煤层气产业发展影响因素研究[D]. 赵谦.中国石油大学(华东). 2016
[4]高含水井油润滑防偏磨技术研究与评价[D]. 兰丽丽.中国石油大学(华东). 2015
[5]基于ANSYS Workbench的流固耦合计算研究及工程应用[D]. 解元玉.太原理工大学. 2011
[6]油管内壁高能束流抗磨抗蚀表面强化研究[D]. 邓福平.北京交通大学. 2009
[7]油管偏磨腐蚀与耐磨防腐内衬油管研究[D]. 蒲斌.中国石油大学. 2007
本文编号：3542224
【文章来源】： 西安石油大学陕西省
【文章页数】：63 页
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 管杆偏磨影响因素分析
1.2.1 偏磨影响因素定性分析
1.2.2 偏磨影响因素定量分析
1.3 内衬管应用现状
1.3.1 金属内衬管应用
1.3.2 非金属内衬管应用
1.4 超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)内衬管应用现状
1.5 研究的主要内容及技术路线
1.5.1 主要研究内容
1.5.2 技术路线
第二章 煤层气井管杆偏磨影响因素分析
2.1 煤层气井管杆偏磨特征
2.2 煤层气井液质特征
2.3 煤层气井管杆偏磨原因分析
2.3.1 自然井斜
2.3.2 失稳弯曲
2.3.3 管杆振动
2.3.4 煤没度
2.3.5 煤层气井液腐蚀
2.3.6 煤粉溢出
2.4 管杆偏磨位置分布规律
2.4.1 沿井眼轨迹
2.4.2 中和点以下
2.5 本章小结
第三章 煤层气井管杆受力分析
3.1 直井段抽油杆受力分析
3.1.1 直井段上冲程抽油杆受力分析
3.1.2 直井段下冲程抽油杆受力分析
3.1.3 直井段抽油杆弯曲变形作用力
3.2 斜井段抽油杆受力分析
3.3 油管受力分析
3.3.1 上冲程时油管受力分析
3.3.2 下冲程时油管受力分析
3.3.3 油管交变载荷
3.3.4 油管弯曲变形作用力
3.4 本章小结
第四章 UHMW-PE内衬管应用研究及有限元分析
4.1 UHMW-PE内衬管技术原理及指标
4.1.1 技术原理
4.1.2 技术指标
4.2 UHMW-PE内衬油管室内试验与评价
4.2.1 纵向回缩率试验
4.2.2 砂浆磨损率试验
4.2.3 拉伸性能试验
4.2.4 维卡软化温度试验
4.3 UHMW-PE内衬管性能及特性试验
4.3.1 耐磨性及磨损试验
4.3.2 耐腐蚀性及耐药性试验
4.3.3 其他优良性能
4.4 UHMW-PE内衬管生产工艺流程
4.5 UHMW-PE内衬油管加工工艺
4.5.1 现存问题
4.5.2 加工工艺过程及设备优化
4.6 UHMW-PE内衬管固液耦合有限元分析
4.6.1 模型建立
4.6.2 管杆偏磨瞬态动力学分析
4.6.3 管杆偏磨流体分析
4.7 本章小结
第五章 UHMW-PE内衬管现场应用及效果效益评价
5.1 延缓检泵周期
5.2 减少耗电量
5.3 应用经济效益分析
5.4 使用效果报告
5.5 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]杆管偏磨机理研究与治理对策 [J]. 罗皓源. 化学工程与装备. 2019(05)
[2]延川南煤层气田修井原因分析及对策 [J]. 张文洪. 中国煤层气. 2018(02)
[3]近年国内煤层气产业发展现状 [J]. 侯淞译. 中国煤层气. 2018(01)
[4]中美煤层气资源分布特征和开发现状对比及启示 [J]. 李登华,高煖,刘卓亚,昝昕,郑志红,贾君,吴家萍. 煤炭科学技术. 2018(01)
[5]超高分子量聚乙烯生产及市场现状与应用领域 [J]. 钟韬. 中国石油和化工标准与质量. 2017(24)
[6]保德地区煤层气排采水深化处理工艺 [J]. 陈中良,廖华爱,赵芹,赵祝全. 油气田环境保护. 2017(05)
[7]我国超高分子量聚乙烯的应用及研究现状 [J]. 张文媛. 当代石油石化. 2017(09)
[8]煤层气抽油机井偏磨原因分析及治理对策研究 [J]. 陈磊,关济朋,范书军,吴定泉,田江,孙泽军. 中国煤层气. 2017(04)
[9]管杆偏磨机理研究及防治措施 [J]. 张晓梅,李宗林,孟昊,孟德武. 化工设计通讯. 2017(05)
[10]超高分子量聚乙烯内衬油管特性试验 [J]. 林冬. 石油石化节能. 2016(11)
博士论文
[1]基于抽油杆柱屈曲构型仿真的直井杆管偏磨理论研究[D]. 孙秀荣.燕山大学. 2018
硕士论文
[1]油管内衬用耐磨隔热高分子复合材料的制备和性能[D]. 冯春亮.扬州大学. 2018
[2]煤层气井有杆排水系统优化设计研究[D]. 孙旭光.西安石油大学. 2016
[3]中国煤层气产业发展影响因素研究[D]. 赵谦.中国石油大学(华东). 2016
[4]高含水井油润滑防偏磨技术研究与评价[D]. 兰丽丽.中国石油大学(华东). 2015
[5]基于ANSYS Workbench的流固耦合计算研究及工程应用[D]. 解元玉.太原理工大学. 2011
[6]油管内壁高能束流抗磨抗蚀表面强化研究[D]. 邓福平.北京交通大学. 2009
[7]油管偏磨腐蚀与耐磨防腐内衬油管研究[D]. 蒲斌.中国石油大学. 2007
本文编号：3542224
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