高温高压天然气开采用钛合金油管柱力学分析 被引量：4

1

作者 胡芳婷 刘强 +4 位作者 赵密锋 郭文婷 张伟福 张强 练章华 《石油机械》 北大核心 2023年第2期115-122,共8页

我国油气开发环境较为恶劣,油井管在井下面临高温高压、硫化氢、二氧化碳、高浓度盐水/完井液、单质硫和强酸等腐蚀环境的作用。钛合金材料以其高强度低密度、低弹性模量、优异的韧性、疲劳性能和耐蚀性,成为油井管和海洋开发工具的热... 我国油气开发环境较为恶劣,油井管在井下面临高温高压、硫化氢、二氧化碳、高浓度盐水/完井液、单质硫和强酸等腐蚀环境的作用。钛合金材料以其高强度低密度、低弹性模量、优异的韧性、疲劳性能和耐蚀性,成为油井管和海洋开发工具的热门材料,但其在高温高压气井开采过程中的受力状态和安全可靠性研究尚不足。为此,以我国西部某油田典型高温、高压、高产量气井开采工况为典型参考环境,设计了3种油管柱结构方案,使用有限元模拟方法,计算分析3种方案下的管柱力学情况。分析结果表明,使用钛合金油管可使气井生产中的油管柱载荷减小、安全系数增大,部分时刻管柱内无中和点;使井筒与套管之间轻度接触甚至不接触,可以有效改善生产过程中管柱的振动状态。研究结果为钛合金油管柱在气井中的使用提供了理论依据。 展开更多

关键词 钛合金油管 管柱力学分析 高温高压天然气开发 管柱振动 屈曲

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异常高压特高产气井井下管柱力学分析 被引量：7

2

作者 陈飞 任丽俊 牛明勇 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2008年第1期95-97,104,共4页

对异常高压、特高产气井完井及生产过程中的管柱受力进行分析,是确保气井长期安全生产的重要课题之一。现有的管柱力学计算方法基本是建立在Lubinski模型的基础上,只能分析、计算封隔器坐封好后由于温度、压力的改变而产生的温度效应、... 对异常高压、特高产气井完井及生产过程中的管柱受力进行分析,是确保气井长期安全生产的重要课题之一。现有的管柱力学计算方法基本是建立在Lubinski模型的基础上,只能分析、计算封隔器坐封好后由于温度、压力的改变而产生的温度效应、活塞效应、鼓胀效应和螺旋弯曲效应,而对于封隔器坐封前后管柱受力的变化、浮力的转移、生产过程中气体的粘滞力则没有现成的计算模型。文章通过将管柱受力分解为管柱入井、假定工况不变且无位移情况下的封隔器坐封以及工况改变且有位移时的封隔器坐封三步,在逐步推理的过程中分析了克拉2气田3口异常高压、特高产气井在完井过程中的管柱受力问题,对封隔器坐封前后浮力的转移、坐封过程管柱受力的变化进行了分析计算。并且采用新方法对生产过程中气体的粘滞力进行计算,最终给出了针对异常高压、特高产气井完井及生产的安全建议。 展开更多

关键词 克拉2气田 异常高压 气井 管柱力学 Lubinski模型

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一体化管柱力学行为及螺纹密封性能研究 被引量：2

3

作者 曹梦雨 徐德奎 +3 位作者 王尊策 温后珍 徐艳 卢玉 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2019年第6期113-122,共10页

气井压裂投产一体化管柱在各工艺过程中将承受交变载荷作用,管柱的强度及密封性能会受到很大影响,需对其典型螺纹接头在各工况下的强度和密封性能进行校核。建立了某一体化管柱的变截面摩擦接触有限元模型,对其不同工况下的力学行为开... 气井压裂投产一体化管柱在各工艺过程中将承受交变载荷作用,管柱的强度及密封性能会受到很大影响,需对其典型螺纹接头在各工况下的强度和密封性能进行校核。建立了某一体化管柱的变截面摩擦接触有限元模型,对其不同工况下的力学行为开展了有限元分析,获得了螺纹接头的载荷边界。对螺纹接头在管柱生产和压裂等工况下的密封性能进行了有限元分析,结果表明该螺纹接头抗弯曲能力及承内外压能力较好,但抗拉性能较差,不宜在深井中使用。 展开更多

关键词 一体化管柱 管柱力学 变截面摩擦接触模型 螺纹密封 气井 压裂

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基于管柱动力学的特深井通井组合刚度评价方法与应用 被引量：6

4

作者 祝效华 李文哲 +5 位作者 李柯 陈力力 孟鐾桥 沈欣宇 罗伟 贺明敏 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2024年第2期51-58,共8页

我国特深井钻井正处于快速发展阶段,受井眼尺寸大和深度深的影响,钻井过程中极易出现微井斜、扩径缩径和井壁台阶等,导致套管下入困难,因此通井钻具组合评价尤为重要。目前,现场使用的评价方法常忽略了管柱下入过程中与井壁的碰撞和变形... 我国特深井钻井正处于快速发展阶段,受井眼尺寸大和深度深的影响,钻井过程中极易出现微井斜、扩径缩径和井壁台阶等,导致套管下入困难,因此通井钻具组合评价尤为重要。目前,现场使用的评价方法常忽略了管柱下入过程中与井壁的碰撞和变形,导致通井效果时好时坏。为了辅助现场施工,文章基于全井管柱动力学模型和HHT-α数值计算方法提出了一种能够模拟管柱下入的动态过程的通井钻具组合的评价方法,该方法考虑了实测井眼轨迹、井眼扩大率和下入阻力等要素。通过某特深井三开下套管前的钻具组合进行实例计算分析,表明井眼扩大率和套管串下入阻力对通井能力和套管下入影响较大,当井眼扩大率较小且套管串下入阻力较大时,需要使用刚度较大的多扶正器通井钻具组合。本方法可以实现实测井况条件下比较精准的刚度对比模拟,也成功指导了案例井?486 mm套管的安全下入。 展开更多

关键词 特深井 通井钻具组合 管柱动力学模型 刚度比 井眼扩大率 下入阻力

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斜井下钻柱系统横-扭耦合非线性动力学特性

5

作者 冯群芳 侯勇俊 +2 位作者 方潘 杨康 丁书杰 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第5期759-767,共9页

为了明确钻柱与井壁接触、钻柱扭矩耗散和井眼轨迹等因素对钻柱系统动力学特性的影响,首先采用拉格朗日方程建立斜井下钻柱横-扭耦合非线性动力学模型;然后采用线弹性接触模型模拟了钻柱与井壁的接触行为;再运用离散扭矩-阻力模型描述... 为了明确钻柱与井壁接触、钻柱扭矩耗散和井眼轨迹等因素对钻柱系统动力学特性的影响,首先采用拉格朗日方程建立斜井下钻柱横-扭耦合非线性动力学模型;然后采用线弹性接触模型模拟了钻柱与井壁的接触行为;再运用离散扭矩-阻力模型描述钻柱系统扭矩传递特性;最后利用数值分析方法计算了钻柱系统动力学特性。研究结果表明:井斜角越大导致钻柱传递的扭矩摩损越大;斜井段的井斜角越大,钻柱黏滑运动现象越明显;随着井眼轨迹井斜角增大,钻柱自重对钻柱振动影响越显著。相关研究成果不但为井眼轨迹优化提供了依据,而且为钻井机械参数优化提供了参考。 展开更多

关键词 斜井 动力学 振动 管柱力学

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深水测试管柱振动模拟及动力学特性分析

6

作者 闫新江 殷志明 +4 位作者 马英文 杨向前 张兴全 甘伦科 毛良杰 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第32期13777-13787,共11页

深海油气资源的勘探与开发是中国能源战略的重要部分,也是世界能源发展的必然趋势。深水测试管柱作为勘探与开发的关键装备,其力学行为将直接影响测试管柱、井下工具等的工作性能以及安全可靠性。在广泛调研海洋管柱力学研究的基础上,... 深海油气资源的勘探与开发是中国能源战略的重要部分,也是世界能源发展的必然趋势。深水测试管柱作为勘探与开发的关键装备,其力学行为将直接影响测试管柱、井下工具等的工作性能以及安全可靠性。在广泛调研海洋管柱力学研究的基础上,根据深水测试管柱结构特点,建立基于隔水管变形作用的深水测试管柱耦合动力学模型,通过特征线法对模型进行求解,并开展深水测试管柱相似实验来验证该模型,结合南海某口井现场数据,分析深水测试管柱的振动特性,得到测试管柱振动变化规律。结果表明:气体通过测试管柱,管柱产生周期性振动,海水段测试管柱产生的横向振动明显比地层段大,其中在海水段中部振动幅值最大,地层段中上部振动幅值较大;越靠近测试管柱下端,管柱的纵向振动幅值越大;海水段管柱未变形时管柱的振幅明显比海水段管柱弯曲小,且管柱的振动衰减较快。 展开更多

关键词 测试管柱 管柱动力学 数值模拟 海洋工程

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力学分析在压裂酸化管柱优化设计中的应用 被引量：8

7

作者 生丽敏 易龙 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2005年第2期68-70,共3页

主要就压力、温度变化显著的压裂、酸化管柱进行管柱力学分析和计算。在方案设计阶段或压裂酸化施工阶段详细分析管柱的受力、变形及强度,管柱载荷变化规律,给出管柱变形及强度计算,从而确定出各工况下的极限操作参数。控制管柱的施工... 主要就压力、温度变化显著的压裂、酸化管柱进行管柱力学分析和计算。在方案设计阶段或压裂酸化施工阶段详细分析管柱的受力、变形及强度,管柱载荷变化规律,给出管柱变形及强度计算,从而确定出各工况下的极限操作参数。控制管柱的施工作业参数、管柱内外流体工况、工具深度以及井口油压、套压等。 展开更多

关键词 压裂酸化 管柱力学 温度场 压力场 管柱变形 安全系数

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多级多段细分注水管柱动态力学分析及蠕动规律 被引量：6

8

作者 黄志宏 王旱祥 +5 位作者 马珍福 鲍蕊 刘延鑫 魏振 兰文剑 汪润涛 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期144-150,共7页

为准确分析多级多段注水管柱在不同工况下的动态力学性能及蠕动现象,在考虑井筒三维轨迹及多级多段注水管柱空间受力的基础上建立注水管柱三维力学模型,分析封隔器处受力连续性条件和注水管柱动态力学性能,研究封隔器的蠕动机制,提出多... 为准确分析多级多段注水管柱在不同工况下的动态力学性能及蠕动现象,在考虑井筒三维轨迹及多级多段注水管柱空间受力的基础上建立注水管柱三维力学模型,分析封隔器处受力连续性条件和注水管柱动态力学性能,研究封隔器的蠕动机制,提出多级多段注水管柱力学蠕动计算方法。针对河43-12井注水管柱,开展不同作业工况下的蠕动分析。结果表明:所提出蠕动算法的计算结果误差范围为8%~15%,具有较高的准确性;不同工况转换过程中,由于温度、压力变化剧烈,管柱蠕动明显,各级封隔器蠕动变化规律随时间变化基本一致;注水管柱施加刚性锚定后,各级封隔器蠕动量均大幅减小。 展开更多

关键词 多级多段 细分注水 管柱力学 动态分析 蠕动

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深水钻井管柱系统动力学分析与设计方法研究 被引量：15

9

作者 廖茂林 周英操 +2 位作者 苏义脑 连志龙 蒋宏伟 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期56-62,共7页

深水钻井过程中,从平台延伸到井底的钻柱会在不同深度处与隔水管或井筒发生多点碰撞和摩擦,呈现出接触非线性特征.为了准确掌握深水钻井管柱系统的非线性动力学特性,将其简化为管中管结构,并提出了对应的管柱动力学模型.采用Abaqus有限... 深水钻井过程中,从平台延伸到井底的钻柱会在不同深度处与隔水管或井筒发生多点碰撞和摩擦,呈现出接触非线性特征.为了准确掌握深水钻井管柱系统的非线性动力学特性,将其简化为管中管结构,并提出了对应的管柱动力学模型.采用Abaqus有限元软件,对建立的管柱动力学模型进行动态响应模拟,并将模拟结果导入Isight优化软件,进行基于可靠度分析的多目标优化设计,确定出在工程可行性和安全可靠性方面都满足要求的设计参数组合.研究发现,相比于单独考虑隔水管的模型,提出的管中管模型所模拟的管柱系统整体变形程度较小,说明内外管柱之间的相互作用对深水钻井管柱系统的整体偏移有抑制作用;此外,提出的基于可靠度分析的多目标优化设计方法,可以避免优化设计结果因靠近约束边界而在参数波动情况下失效的问题. 展开更多

关键词 管柱力学 深水钻井 动力学分析 管中管结构 多目标优化

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大泵油管防喷工艺管柱作业安全性

10

作者 姚飞 孙玉学 +2 位作者 蔡萌 曹梦雨 崔天奇 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第3期1036-1044,共9页

为解决Φ70 mm及以上抽油机井起下杆管过程中的防喷安全性隐患,优化设计了防喷脱接器结构,攻关形成了抽油机井大泵油管防喷技术,并结合理论分析及数值模拟方法建立了此工艺管柱作业过程防喷安全性评价方法。首先,通过数值模拟手段分析... 为解决Φ70 mm及以上抽油机井起下杆管过程中的防喷安全性隐患,优化设计了防喷脱接器结构,攻关形成了抽油机井大泵油管防喷技术,并结合理论分析及数值模拟方法建立了此工艺管柱作业过程防喷安全性评价方法。首先,通过数值模拟手段分析了防喷脱接器对接过程的使用强度。然后,开展了起抽油杆过程防喷脱接器密封系统的强度和密封性能研究,结合抽油杆起下过程工艺管柱的屈曲行为分析结果获得了防喷工具的防喷压力界限,其数值约为30.85 MPa。最后,结合起抽油杆过程中工艺管柱的受力特点,建立了该防喷工艺管柱作业过程防喷安全性评价方法,设计了其作业过程防喷安全性评价图版,实现了其作业过程防喷安全性的量化评价。研究成果可为不压井作业安全性提供理论依据。 展开更多

关键词 检泵 防内喷 爪式脱接器 密封性能 管柱力学

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液压环境下流体对管柱单元XYZ方向作用力分析 被引量：8

11

作者 夏成宇 孙巧雷 +3 位作者 冯定 钱利勤 施雷 涂忆柳 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期215-222,368,共8页

通过对液压环境(即静流体作用)下的管柱进行离散分析,说明了现有模型在分析静流体对管柱单元作用力时的不足。采用微元法结合高斯公式对静流体下管柱单元的受力进行了分析,运用先补全,再减去所补面积的等效方法,得到了静流体对管柱单元... 通过对液压环境(即静流体作用)下的管柱进行离散分析,说明了现有模型在分析静流体对管柱单元作用力时的不足。采用微元法结合高斯公式对静流体下管柱单元的受力进行了分析,运用先补全,再减去所补面积的等效方法,得到了静流体对管柱单元侧面产生的作用力的理论计算方法。建立了液压环境下,静流体对任意管柱单元(直线单元或曲线单元)X、Y、Z方向作用力和浮力系数的理论计算模型。基于相关理论计算模型,结合ANSYS有限元进行模拟计算,得出了在水深300m^3000m处,30°和90°等曲率圆弧管柱的X、Y、Z方向作用力的理论计算结果与ANSYS模拟分析结果。相关结果对比表明:ANSYS有限元计算结果与理论计算结果间最大的绝对误差不足0.4%,验证了本文建立的理论计算模型的正确性。 展开更多

关键词 浮力系数 管柱单元 力学分析 管柱力学

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深水钻井作业管柱纵向振动载荷分析 被引量：8

12

作者 张辉 柯珂 王磊 《石油机械》 北大核心 2014年第4期38-42,共5页

深水钻井作业过程中,管柱在平台升沉振动的作用下产生纵向振动载荷,影响管柱的强度安全。以深水下表层套管作业管柱为例,建立了具有复杂结构的深水作业管柱纵向振动力学模型,并利用振动力学理论分析了管柱的纵向自由振动特性及纵向受迫... 深水钻井作业过程中,管柱在平台升沉振动的作用下产生纵向振动载荷,影响管柱的强度安全。以深水下表层套管作业管柱为例,建立了具有复杂结构的深水作业管柱纵向振动力学模型,并利用振动力学理论分析了管柱的纵向自由振动特性及纵向受迫振动载荷。分析结果表明,在平台升沉振动的作用下,作业管柱的纵向振动以第1阶振型为主;管柱顶端截面上的纵向振动载荷最大,是作业管柱上的危险截面;当钻井平台的升沉振动周期接近作业管柱的固有周期时,将产生极大的纵向振动载荷;当表层套管下入深度较大时,采用壁厚大的钻杆作为送入管柱能有效降低管柱纵向振动所产生的轴向应力。该项研究结果可为深水钻柱和送入管柱的设计提供依据。 展开更多

关键词 深水钻井 管柱力学 平台升沉 纵向振动载荷

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软悬挂撤离工况深水隔水管动力学特性分析 被引量：1

13

作者 柳军 王普柽 郭晓强 《石油机械》 北大核心 2022年第1期54-65,共12页

针对软悬挂紧急撤离工况下深水隔水管振动失效问题,采用有限元法并结合哈密顿变分和虚功原理,建立了软悬挂钻井隔水管三维非线性动力学模型,考虑了纵横向耦合效应、海洋涡激效应以及隔水管的大变形等非线性因素。借助文献试验参数和结... 针对软悬挂紧急撤离工况下深水隔水管振动失效问题,采用有限元法并结合哈密顿变分和虚功原理,建立了软悬挂钻井隔水管三维非线性动力学模型,考虑了纵横向耦合效应、海洋涡激效应以及隔水管的大变形等非线性因素。借助文献试验参数和结果验证了非线性动力学模型的有效性。采用HYSY981钻井平台隔水管现场参数,探究了浮力块布置和台风重现期对紧急撤离工况下软悬挂隔水管非线性振动响应特性的影响规律。研究结果表明:合理布置浮力块可以减小应力和动态轴力,最优浮力块的布置方法可由所建立的理论模型确定;在高流速区中,隔水管的浮力块布置应该减少,且隔水管的最大应力和位移出现在靠近顶部或者底部区域,现场需重点关注此位置处隔水管的安全性;隔水管顺流向位移随着台风重现期的延长而增大,且靠近上端部分的位移变化较大,在撤离过程中应注意避免隔水管上端与月池碰撞。研究结果可为了解撤离工况下软悬挂隔水管振动响应特性提供参考。 展开更多

关键词 软悬挂撤离 纵横向耦合 涡激振动 大变形 管柱力学

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高温高压高产气井油管柱三维非线性流致振动模型 被引量：2

14

作者 郭晓强 李潇 +4 位作者 柳军 方达科 黄亮 魏安超 王国荣 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期920-931,共12页

针对高温高压高产(三高)气井流体诱发油管柱振动失效问题,采用微元法、能量法结合哈密顿原理,考虑了油管自重、井眼轨迹变化、井筒温度压力变化、油套管接触碰撞等因素,建立了三高气井油管柱三维非线性流致振动模型。采用拉格朗日和三... 针对高温高压高产(三高)气井流体诱发油管柱振动失效问题,采用微元法、能量法结合哈密顿原理,考虑了油管自重、井眼轨迹变化、井筒温度压力变化、油套管接触碰撞等因素,建立了三高气井油管柱三维非线性流致振动模型。采用拉格朗日和三次埃尔米特函数离散控制方程,并使用增量形式的Newmark‑β和Newton‑Raphson联合迭代求解离散后的控制方程。根据中国南海三高气井参数,采用相似原理,设计了油管柱流致振动模拟试验装置,测得油管柱振动响应数据,与理论模型计算结果对比,验证了振动模型的正确性。采用实例井参数,分析了油管柱振动特性,结果表明,上部油管三维空间横向振动明显,而中下部油管长时间紧靠于套管壁上发生振动,导致下部油管易发生纵向和横向的磨损,同时油管纵向振动出现混沌现象,且中下部位置油管混沌现象最明显,因此,现场设计人员需重点关注下部油管柱的安全性。 展开更多

关键词 非线性振动 管柱力学 混沌现象 高温高压高产气井 振动模拟试验

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油井管特殊螺纹力学损伤与控制研究进展 被引量：1

15

作者 张颖 高安琪 +1 位作者 杨坤 董泽宇 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第30期13172-13180,共9页

油井管螺纹失效是目前油气田开采作业中常见且难以治理的事故之一,这一情况不仅制约开采进度,而且威胁井下安全。普通螺纹存在密封性能差、承载能力低、抗腐蚀能力弱等问题。主要从疲劳失效、密封失效、腐蚀失效三个方面阐述了油井管特... 油井管螺纹失效是目前油气田开采作业中常见且难以治理的事故之一,这一情况不仅制约开采进度,而且威胁井下安全。普通螺纹存在密封性能差、承载能力低、抗腐蚀能力弱等问题。主要从疲劳失效、密封失效、腐蚀失效三个方面阐述了油井管特殊螺纹接头力学性能的研究进展以及控制方法。在介绍油井管特殊螺纹接头发展历史进程的基础上进一步阐述目前油井管特殊螺纹接头的发展情况,指出当下中国油井管特殊螺纹研究所存在的不足,并提出油井管特殊螺纹力学性能未来研究的新方向。 展开更多

关键词 油井管 特殊螺纹 管柱力学 力学损伤

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高压高产气井油管柱强度安全分析 被引量：5

16

作者 李喜成 唐习之 +2 位作者 薛继彪 詹宁 张鹏翔 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第8期3049-3057,共9页

随着越来越多的深层油气资源进行勘探开发,油气井管柱所处的工作环境也急剧恶化,尤其是高温、高压、高产井“三高”油气井。为研究高压高产气井油管柱强度安全,建立高压高产气井油管柱动力学模型,通过高压高产气井油管柱安全系数法和高... 随着越来越多的深层油气资源进行勘探开发,油气井管柱所处的工作环境也急剧恶化,尤其是高温、高压、高产井“三高”油气井。为研究高压高产气井油管柱强度安全,建立高压高产气井油管柱动力学模型,通过高压高产气井油管柱安全系数法和高压高产气井油管柱三轴应力法对高压高产气井油管柱强度进行校核,对高压高产气井油管柱基本应力和管柱尺寸对管柱应力的影响进行分析。结果表明:随着产量的增加,管柱的横向位移不断增大;在0~20 s内管柱(H300 m、H600 m,其中H为深度)的横向振动应力幅值比管柱(H1660 m和H2540 m)大,管柱横向应力振动幅值较大,随后振动应力趋于稳定;在0~10 s,管柱纵向应力振动幅值较大,且越靠近管柱下部管柱的纵向振动应力越大;管柱在井口位置处轴向力最大;大尺寸管柱有利于降低高速流体诱发管柱的振动问题。研究成果可为高压高产气井管柱设计提供理论指导。 展开更多

关键词 管柱 管柱动力学 安全系数 三轴应力

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鄂尔多斯盆地南部致密油藏水平井智能分采技术研究与试验 被引量：8

17

作者 何祖清 梁承春 +2 位作者 彭汉修 朱明 何同 《石油钻探技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第3期88-94,共7页

为解决鄂尔多斯盆地南部致密油藏水平井大规模压裂开发以后面临的低产、低液和低效问题,进一步描述油藏动态、提高开发效果,通过评估低效水平井的潜力,制定了可行的解决方案和复产措施,基于远程智能控制原理,研制了高性能井下智能开关器... 为解决鄂尔多斯盆地南部致密油藏水平井大规模压裂开发以后面临的低产、低液和低效问题,进一步描述油藏动态、提高开发效果,通过评估低效水平井的潜力,制定了可行的解决方案和复产措施,基于远程智能控制原理,研制了高性能井下智能开关器,应用机电一体化手段将智能微电子技术应用于生产管柱中,形成了低成本且工序简单的智能分采技术,并基于多封隔器组合管柱力学效应计算方法,对智能分采管柱的变形量及卡水过程中所受的载荷进行了计算,以确保封隔器不会出现移动失效的问题。5口井的现场试验表明,该技术能够有效采集生产数据,降低含水率、提高产量,并且具有施工成本低和调层方便等优点,可以为致密油藏水平井控水稳油高效开发提供有效的技术支撑。 展开更多

关键词 致密油 低效井 智能分采 智能开关器 管柱力学 鄂尔多斯盆地

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斜直井眼中钻柱横向动态运动非线性模型研究 被引量：12

18

作者 刘永升 高德利 +1 位作者 王镇全 刘奎 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第24期1-6,共6页

由于缺乏对钻柱在斜井或水平井中运动规律清楚的认识,故无法采取有效措施避免钻柱的非正常磨损以及由于钻柱偏磨导致的钻杆磨穿问题。基于Lagrange动力学普遍方程,综合考虑了钻柱的黏滑运动、横向及扭转变形以及钻井液阻尼的影响,建立... 由于缺乏对钻柱在斜井或水平井中运动规律清楚的认识,故无法采取有效措施避免钻柱的非正常磨损以及由于钻柱偏磨导致的钻杆磨穿问题。基于Lagrange动力学普遍方程,综合考虑了钻柱的黏滑运动、横向及扭转变形以及钻井液阻尼的影响,建立了斜直井中钻柱非规则运动的4自由度非线性动态模型。针对不同井斜角条件下钻柱运动的数值研究表明:当井斜角为90°时,钻柱将会沿着自身旋转方向约30°扇形域的井壁蠕动,并且由于摩阻扭矩的集聚-释放,伴随随机的黏滑和翻滚。随着井斜角的减小,局部的摩擦翻滚幅度增加并逐渐扩展成为整个井眼内的带有随机碰撞的回旋运动。该模型有助于更好地认识定向井作业中钻柱的井下工况,为有效实施减弱钻柱磨损和预防钻杆磨穿的举措提供理论指导。 展开更多

关键词 管柱力学 非线性动力学模型 黏滑翻滚 斜直井

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井眼轨迹的弯曲与扭转问题研究 被引量：2

19

作者 刘修善 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2007年第6期30-34,共5页

井眼轨迹的空间挠曲形态对井下管柱(钻柱、套管、油管、抽油杆等)的受力和变形将产生重要影响,是研究井下管柱摩阻及强度校核的基础,也是衡量井身质量的重要指标。通过建立井眼轨迹的活动标架及其基本方程,把活动标架与井眼轨迹方程联... 井眼轨迹的空间挠曲形态对井下管柱(钻柱、套管、油管、抽油杆等)的受力和变形将产生重要影响,是研究井下管柱摩阻及强度校核的基础,也是衡量井身质量的重要指标。通过建立井眼轨迹的活动标架及其基本方程,把活动标架与井眼轨迹方程联系起来,提出了利用活动标架来描述井眼轨迹空间形态的研究思想和方法。从运动学的角度,研究了活动标架沿井眼轨迹的运动规律,得到了井眼曲率和井眼挠率的运动学意义,从而揭示了井眼轨迹参数之间的内在关系和基本特征。在此基础上,验证了A.Lubinski和G.J.Wilson关于井眼弯曲问题的研究结果,提出了计算井眼挠率的一般性公式及其典型井眼轨迹模型的简化公式。 展开更多

关键词 钻井理论 井眼轨迹 挠曲形态 测斜计算 管柱力学 强度校核

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“压不弯钻铤”究竟错在哪里?

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作者 韩志勇 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2010年第6期1-4,共4页

从理论上对文献[1-3]提出的关于"压不弯钻铤"的三种模型进行了详细分析,认为"柔索空心管模型"的原理是正确的,但"液压内管模型"和"带中心管的液压内管模型"在理论上都是不能成立的。同时对文献... 从理论上对文献[1-3]提出的关于"压不弯钻铤"的三种模型进行了详细分析,认为"柔索空心管模型"的原理是正确的,但"液压内管模型"和"带中心管的液压内管模型"在理论上都是不能成立的。同时对文献[3]中的"液压内管模型"室内试验数据进行了分析,认为该试验的最大轴向载荷没有超过承压外管的临界屈曲载荷,所以其室内试验结论是虚假的,不真实的。由于"液压内管模型"在理论上就是不正确的,因而文献[3]中5口井的现场应用结果无法证明"压不弯钻铤"的正确性。 展开更多

关键词 压不弯钻铤 真实轴向力 有效轴向力 虚力 管柱力学

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