“三超”油气井油管柱工作力学行为研究

发布时间：2023-04-02 13:46

　　“三超”油气井油管柱工作期间的力学行为研究有助于延长油管柱服役寿命,本文针对油管柱安全服役问题,在国内外大量文献资料调研分析和塔里木油田某超深井现场资料的基础上,对“三超”油气井油管柱的屈曲行为、振动力学行为以及服役期间油管接头螺纹应力分布三个方面的问题进行研究分析,目的是为了能够预测油管柱在工作期间的力学行为与损伤状态,为我国“三超”油气井油管柱的设计和使用提供科学的分析方法和定量的理论数据,同时能够避免油管柱的失效所造成的损失与危害。本论文主要研究工作和所取得的主要成果及认识如下:(1)在对国内外大量文献资料和前人推导出的经典的理论公式整理和总结基础上,建立了带有封隔器油管柱在五大效应(活塞效应、鼓胀效应、摩阻效应、温度效应、螺旋屈曲效应)影响下产生形变的数学—力学模型。(2)建立了“三超”气井全井段的油管柱屈曲-接触的有限元力学模型,针对塔里木油田某超深气井的油管柱屈曲行为进行了系统地分析和研究,所建立的有限元模型可以对油管屈曲形态进行完整地、定量地研究与分析,为油管柱屈曲形态、摩擦损伤失效分析以及其预防措施等提供了可行的分析方法和定量的理论数据。(3)建立了全井段超深气井的原始...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 问题的提出及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 油管柱屈曲研究现状
        1.2.2 管体振动力学研究现状
        1.2.3 油管螺纹力学性能研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 技术路线
第2章 油管柱屈曲行为研究
    2.1 油管柱力学-数学模型建立
        2.1.1 油管柱的5种效应计算模型
        2.1.2 油管柱力学强度计算模型
    2.2 油管柱有限元模型建立
    2.3 油管柱屈曲形态与其横向位移分析
    2.4 油管-套管接触分析
    2.5 本章小结
第3章 油管柱振动力学分析
    3.1 动力学问题有限元基本理论
        3.1.1 油管柱振动的数学模型建立
        3.1.2 油管柱振动的模态分析
        3.1.3 质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵的建立
    3.2 油管柱的动力学有限元模型建立
    3.3 油管柱振动模态分析
        3.3.1 横向振型分析
        3.3.2 振动固有频率分析
    3.4 油管柱瞬态动力学分析
        3.4.1 全井段油管柱动力响应
        3.4.2 油管柱屈曲行为瞬态变化
        3.4.3 油管柱瞬态轴向振动分析
    3.5 本章小结
第4章 超深气井油管接头螺纹应力分析
    4.1 油管接头断裂失效案例
    4.2 有限元模型建立
        4.2.1 BEAR螺纹
        4.2.2 Von Mises屈服理论
        4.2.3 BEAR螺纹有限元模型建立
    4.3 实际工况下油管螺纹应力分析
    4.4 不同载荷对油管螺纹应力影响
        4.4.1 轴向力对油管螺纹的影响分析
        4.4.2 内压对油管螺纹的影响分析
        4.4.3 外压对油管螺纹的影响分析
    4.5 本章小结
第5章 结论与认识
    5.1 结论
    5.2 建议
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果



本文编号：3779333