水平井套管变形及液压整形复位力学分析

发布时间：2017-07-31 22:15

  本文关键词：水平井套管变形及液压整形复位力学分析

  更多相关文章： 套损 缩径变形 椭圆变形 碾压整形 弹塑性

【摘要】：目前套损井逐年增多,套管损坏问题日益严重,套管损坏会导致油井不能正常生产、产量下降、储量损失等诸多问题,严重困扰着油田的开发,因此为了保证套损井的正常工作和油田的稳产增产,减少由于套损井造成的直接和间接经济损失,对套管开展整形修复工作。针对水平井的套管整形修复,与直井的整形作业有很大的不同,首先整形工具进入井内整形不居中,整形过程易发生偏磨,其次水平井井眼曲率过大,整形工具上提和下放困难,纵向冲胀难度大。因此为了更好地指导水平井套管整形工作,开展水平井套管变形及液压整形复位力学分析具有重要意义。本文主要开展了缩径变形和椭圆变形的套管整形分析研究,采用液压滚珠整形器对发生变形的水平井套管进行碾压整形,将液压滚珠整形器分为六级,逐级对套管进行整形。选取套管、水泥环和地层为研究对象,采用弹塑性和大变形有限元分析方法,建立了发生缩径变形套管非线性力学分析模型,分别在水泥环完好、水泥环部分损坏和水泥环完全损坏的情况下,计算液压滚珠整形器不同级数所需的轴向力,得出随着液压滚珠整形器整形级数的增加轴向力逐渐降低的结论;在水泥环完全损坏的情况下,随着套管钢级的增加,液压滚珠整形器对套管整形所需的轴向力增加。当套管发生椭圆变形时,采用相同的方法,对椭圆变形套管进行力学分析,得到在变形套管椭圆度一定的情况下,随着液压滚珠整形器级数的增加轴向力逐渐增加的结论;在水泥环完全损坏的情况下,套管短轴通径一定的情况下,随着套管椭圆度的增加液压滚珠整形器每一级所需的轴向力呈降低趋势,且随着套管椭圆度的增加液压滚珠整形器最终整形效果越差。液压滚珠整形器轴向力的计算为变形套管整形提供了有效的数值计算方法,为现场进行套管整形施工提供合理的施工参数和理论依据指导。
【关键词】：套损 缩径变形 椭圆变形 碾压整形 弹塑性
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE931.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 创新点7-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究目的及意义10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 套管损坏研究现状10-12
• 1.2.2 套管整形研究现状12-15
• 1.3 本文研究内容15-17
• 第二章 变形套管力学分析理论17-29
• 2.1 套管整形工艺17-18
• 2.2 套管非线性有限元分析方法18-24
• 2.2.1 套管非线性问题基本数值解法18-20
• 2.2.2 套管弹塑性分析法20-24
• 2.3 缩径变形套管弹塑性理论分析24-26
• 2.4 套管轴向力计算26-27
• 2.5 小结27-29
• 第三章 缩径变形套管整形力学分析29-45
• 3.1 缩径变形套管力学模型的建立29-30
• 3.2 水泥环未损坏时P110套管力学分析30-31
• 3.3 水泥环部分损坏时P110套管力学分析31-34
• 3.3.1 第一级整形器作用时套管力学分析31-34
• 3.3.2 第二级到第六级整形器作用时套管力学分析34
• 3.4 水泥环完全损坏时P110套管力学分析34-37
• 3.4.1 第一级整形器作用时套管力学分析34-36
• 3.4.2 第二级到第六级整形器作用时套管力学分析36-37
• 3.5 不同材料对套管整形的影响37-44
• 3.6 小结44-45
• 第四章 椭圆变形套管整形力学分析45-56
• 4.1 套管结构参数及椭圆变形套管力学模型的建立45-46
• 4.2 水泥环未损坏时套管受力分析46
• 4.3 水泥环部分损坏时套管受力分析46-49
• 4.3.1 第一级整形器作用时套管力学分析46-48
• 4.3.2 第二级到第六级整形器作用时套管力学分析48-49
• 4.4 水泥环完全损坏时套管受力分析49-53
• 4.4.1 第一级整形器作用时套管力学分析49-51
• 4.4.2 第二级到第六级整形器作用时套管力学分析51-53
• 4.5 不同套管椭圆度对套管整形的影响53-54
• 4.6 小结54-56
• 结论56-57
• 参考文献57-61
• 发表文章目录61-64
• 参与完成的科研项目64-65
• 致谢65-66

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本文编号：601349