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超临界二氧化碳输送管道关阀水击过程动态仿真及影响因素分析
1
作者
陈潜
焦健
+2 位作者
邢晓凯
盛绪飞
李欣泽
《西安石油大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第3期133-142,共10页
超临界二氧化碳输送管道在关阀等流速急剧变化的工况下会产生水击现象,导致管道超压和发生相变,需对管道水击工况进行仿真和分析。构建了超临界二氧化碳管道关阀水击动态过程非等温仿真数学模型,基于初始条件和内外边界条件确定动态仿...
超临界二氧化碳输送管道在关阀等流速急剧变化的工况下会产生水击现象,导致管道超压和发生相变,需对管道水击工况进行仿真和分析。构建了超临界二氧化碳管道关阀水击动态过程非等温仿真数学模型,基于初始条件和内外边界条件确定动态仿真模型的定解条件,采用时间递推法和Newton-Rapshan算法求解模型。以某超临界二氧化碳管道系统为例,模拟了关阀前后管道运行参数的时空变化情况,分析了压力、输量、关阀位置、时间、地形起伏、温度对超临界二氧化碳管道水击过程的影响。将所构建水击动态模型的仿真结果与OLGA软件仿真结果相比,管道压力和温度最大绝对偏差为0.27 MPa和1.51 K;管道运行压力、运行输量、关阀位置和地形起伏对水击过程管道参数变化及安全性的影响较大。
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关键词
水击过程
二氧化碳管道
关阀过程
动态仿真
数值计算方法
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职称材料
页岩油气井多级压裂温压耦合套管应力演化规律
2
作者
李辉
李军
+3 位作者
连威
张辉
刘金璐
张俊成
《断块油气田》
北大核心
2025年第5期781-789,共9页
页岩油气井多级压裂过程中,井筒管柱处于多轮次压力冲击和热应力循环载荷的复杂力学环境,明确多级压裂过程中的套管受力情况对预测套管寿命至关重要。文中基于井筒流动理论和传热学原理,以及多级压裂过程中压力循环次数及温度交替变化规...
页岩油气井多级压裂过程中,井筒管柱处于多轮次压力冲击和热应力循环载荷的复杂力学环境,明确多级压裂过程中的套管受力情况对预测套管寿命至关重要。文中基于井筒流动理论和传热学原理,以及多级压裂过程中压力循环次数及温度交替变化规律,建立了不同工况下的套管-水泥环-地层三维有限元模型,分析了多级压裂过程中套管应力演化规律,预测了非射孔段和射孔段套管应力随压裂时间的变化趋势,并针对关键影响因素进行了分析。结果表明:多级压裂过程中,井筒温度呈周期性波动递减变化,30级压裂后,套管跟端温度由122.0℃降到81.5℃,降低了33.2%;套管应力随压裂液注入排量的增大呈非线性增大,随压裂液注入温度的升高呈线性减小,随压裂级数的增加呈对数函数变化规律,30级压裂后,套管射孔段比非射孔段最大Mises应力增大了87.45%;随套管屈服强度的降低、射孔孔眼直径的增大以及射孔密度的增加,套管孔间应力干扰明显增强,压裂后,套管屈服裕度降低,射孔相位角为60°时套管屈服裕度最大。该研究结果对多级压裂过程中的射孔参数优化、套管变形分析及套管剩余寿命预测有重要意义。
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关键词
多级压裂
井筒温压场
瞬态热-力耦合
应力预测
屈服裕度
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职称材料
题名
超临界二氧化碳输送管道关阀水击过程动态仿真及影响因素分析
1
作者
陈潜
焦健
邢晓凯
盛绪飞
李欣泽
机构
长江大学石油工程学院
中国石油大学(北京)机械与储运工程学院
中国石油大学(北京)克拉玛依校区工学院
新疆
多介质管道安全输送
重点
实验室
新疆二氧化碳高效利用与封存重点实验室
出处
《西安石油大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第3期133-142,共10页
基金
新疆维吾尔自治区自然科学基金资助项目“二氧化碳管道停输再启动温压协同变化机理与安全控制理论研究”(2023D01A19)
新疆维吾尔自治区“天池英才”引进计划项目“超临界CO_(2)长距离输送管道运行安全保障关键技术研究”(TCYC12)
+1 种基金
新疆维吾尔自治区“一事一议”引进战略人才项目“安全高效超临界CO_(2)管道建设关键技术与应用”(XQZX20240054)
新疆天山创新团队“油气高效管输技术研究与应用创新团队”项目“超临界态二氧化碳高效管输与流动安全保障理论与技术研究”(2022TSYCTD0002)。
文摘
超临界二氧化碳输送管道在关阀等流速急剧变化的工况下会产生水击现象,导致管道超压和发生相变,需对管道水击工况进行仿真和分析。构建了超临界二氧化碳管道关阀水击动态过程非等温仿真数学模型,基于初始条件和内外边界条件确定动态仿真模型的定解条件,采用时间递推法和Newton-Rapshan算法求解模型。以某超临界二氧化碳管道系统为例,模拟了关阀前后管道运行参数的时空变化情况,分析了压力、输量、关阀位置、时间、地形起伏、温度对超临界二氧化碳管道水击过程的影响。将所构建水击动态模型的仿真结果与OLGA软件仿真结果相比,管道压力和温度最大绝对偏差为0.27 MPa和1.51 K;管道运行压力、运行输量、关阀位置和地形起伏对水击过程管道参数变化及安全性的影响较大。
关键词
水击过程
二氧化碳管道
关阀过程
动态仿真
数值计算方法
Keywords
water hammer process
carbon dioxide transportation pipeline
valve closure process
dynamic simulation
numerical calculation method
分类号
TE832 [石油与天然气工程—油气储运工程]
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职称材料
题名
页岩油气井多级压裂温压耦合套管应力演化规律
2
作者
李辉
李军
连威
张辉
刘金璐
张俊成
机构
中国石油大学(北京)石油工程学院
新疆二氧化碳高效利用与封存重点实验室
·中国石油大学(北京)克拉玛依校区
中国石油塔里木油田公司
出处
《断块油气田》
北大核心
2025年第5期781-789,共9页
基金
国家自然科学基金联合基金重点支持项目“四川盆地深层超深层气井环空带压预防与管控基础研究”(U22A20164)
“金属封隔层井下原位生成机理与控制方法研究”(U23B2081)
+1 种基金
国家自然科学基金联合基金集成项目“复杂环境下水泥环全生命周期密封理论与控制方法”(U22B6003)
国家自然科学基金青年基金项目“页岩气井多级压裂诱发断层滑移量化计算模型与套管变形控制方法研究”(52204018)。
文摘
页岩油气井多级压裂过程中,井筒管柱处于多轮次压力冲击和热应力循环载荷的复杂力学环境,明确多级压裂过程中的套管受力情况对预测套管寿命至关重要。文中基于井筒流动理论和传热学原理,以及多级压裂过程中压力循环次数及温度交替变化规律,建立了不同工况下的套管-水泥环-地层三维有限元模型,分析了多级压裂过程中套管应力演化规律,预测了非射孔段和射孔段套管应力随压裂时间的变化趋势,并针对关键影响因素进行了分析。结果表明:多级压裂过程中,井筒温度呈周期性波动递减变化,30级压裂后,套管跟端温度由122.0℃降到81.5℃,降低了33.2%;套管应力随压裂液注入排量的增大呈非线性增大,随压裂液注入温度的升高呈线性减小,随压裂级数的增加呈对数函数变化规律,30级压裂后,套管射孔段比非射孔段最大Mises应力增大了87.45%;随套管屈服强度的降低、射孔孔眼直径的增大以及射孔密度的增加,套管孔间应力干扰明显增强,压裂后,套管屈服裕度降低,射孔相位角为60°时套管屈服裕度最大。该研究结果对多级压裂过程中的射孔参数优化、套管变形分析及套管剩余寿命预测有重要意义。
关键词
多级压裂
井筒温压场
瞬态热-力耦合
应力预测
屈服裕度
Keywords
multi-stage fracturing
wellbore temperature and pressure field
transient thermo-mechanical coupling
casing load prediction
yield margin
分类号
TE21 [石油与天然气工程—油气井工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
超临界二氧化碳输送管道关阀水击过程动态仿真及影响因素分析
陈潜
焦健
邢晓凯
盛绪飞
李欣泽
《西安石油大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
页岩油气井多级压裂温压耦合套管应力演化规律
李辉
李军
连威
张辉
刘金璐
张俊成
《断块油气田》
北大核心
2025
0
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职称材料
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