热采侧钻水平井完井管柱受力分析及强度校核

发布时间：2017-09-06 22:06

  本文关键词：热采侧钻水平井完井管柱受力分析及强度校核

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【摘要】：本文主要是针对近几年侧钻水平井中存在的相关复杂性,主要是有关完井管柱的问题,进行理论研究与分析,从钻井技术、完井技术、固井工艺等三个方面入手,提出延长完井管柱使用寿命工艺措施,形成适合辽河油田的侧钻水平井钻完井技术,达到规模性推广应用的条件。文中对侧钻水平井,特别是热采侧钻水平井的完井管柱进行受力分析及强度校核,通过对侧钻水平井完井管柱的理论受力分析,计算不同钢级、不同尺寸套管在不同曲率不同温度下的套管屈服极限强度,为我们选择最佳的完井管柱提供理论依据。主要体现在以下5方面:(1)温度场计算:如何通过降低油管的视导热系数来达到有效地减少井筒的热损失和避免套管发生强度性破坏;封隔器的存在改变了套管壁温度的连续性,必然会引起套管局部产生应力集中。(2)应力场计算:位于封隔器底端以下40mm的套管壁截面上应力较为集中,是整个套管柱上最危险的截面之一;降低注汽温度和增大套管内的注汽压力有利于保护套管。(3)从金属线膨胀系数、套管钢材弹性模量、套管屈服强度等三个参数随温度的变化得出温度对套管性能参数的影响规律;(4)根据固井及吞吐周期不同阶段套管柱受力分析、注蒸汽井套管热应力分析、注汽和热采过程中套管的强度校核试验,完成对稠油热采井套管的应力分析。(5)以二维和三维两种计算手段确定模型参数,从而确定模型,并求解模型。最后利用VB6.0在Windows平台上编写了计算程序,实现理论模型的计算求解;
【关键词】：侧钻水平井 完井管柱 受力分析 强度校核
【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】：TE925
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 研究的目的和意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.2.1 国外研究现状9-10
• 1.2.2 国内研究现状10-11
• 1.3 本文的主要研究内容和研究方案11-13
• 1.3.1 主要研究内容11-12
• 1.3.2 主要研究方案12-13
• 第二章 稠油热采井温度场、应力计算13-30
• 2.1 注蒸汽井的温度场、应力场数值计算13-18
• 2.1.1 不同隔热措施对应下地层、水泥环与套管的温度场14-16
• 2.1.2 不同隔热措施对套管温度的影响16-18
• 2.1.3 温度场计算结果讨论18
• 2.2 不同隔热措施对应注蒸汽井的应力场18-30
• 2.2.1 注汽过程中封隔器附近套管的应力场18-20
• 2.2.2 注汽过程中有封隔器时油层附近套管的应力场20-24
• 2.2.3 注汽过程中无封隔器时油层附近套管的应力场24-28
• 2.2.4 应力场计算结果讨论28-30
• 第三章 温度对套管性能参数的影响及稠油热采井套管的应力分析30-35
• 3.1 温度对套管性能参数的影响规律30-31
• 3.1.1 金属线膨胀系数随温度的变化30
• 3.1.2 套管钢材弹性模量随温度的变化30
• 3.1.3 套管屈服强度随温度的变化30-31
• 3.2 稠油热采井套管的应力分析31-35
• 3.2.1 固井及吞吐周期不同阶段套管柱受力分析32-33
• 3.2.2 注蒸汽井套管热应力33-34
• 3.2.3 套管的强度校核34-35
• 第四章 水平井下套管摩擦阻力分析研究35-44
• 4.1 未装扶正器套管柱的力学模型35-38
• 4.1.1 二维力学模型35-37
• 4.1.2 三维空间井段的力学模型37-38
• 4.2 安装扶正器套管柱的力学模型38-40
• 4.2.1 二维套管力学计算模型38-39
• 4.2.2 三维套管力学计算模型39-40
• 4.3 模型参数的确定40-42
• 4.4 模型的特点42
• 4.5 理论模型的求解42-44
• 第五章 软件结构设计44-53
• 5.1 软件概况44-45
• 5.2 软件模块结构45-46
• 5.3 软件主要模块结构功能介绍46
• 5.4 软件主要模块详细描述46-52
• 5.4.1 前处理模块47-48
• 5.4.2 套管磨阻计算部分48-49
• 5.4.3 强度分析部分49-50
• 5.4.4 温度和曲率模块50-52
• 5.4.5 辅助模块52
• 5.5 软件特点52-53
• 结论53-54
• 参考文献54-56
• 作者简介、发表文章及研究成果目录56-57
• 致谢57-58

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本文编号：805699