高温高压超深气井油管柱屈曲行为研究

作者:练章华; 牟易升; 刘洋; 许定江

摘要:对于超深、高温、高压以及高产等复杂工况的气井,前人推导的管柱屈曲行为经典理论公式无法完整或准确地描述油管柱底部非均匀或非完整的正弦屈曲或螺旋屈曲形态。为此,采用ANSYS软件,建立了超深井全井筒油管柱屈曲行为分析的有限元力学模型,并以塔里木油田某超深井为例,针对管柱屈曲行为开展了油管柱屈曲形态与其横向位移、油管一套管接触压力分析。结果表明:①所建立的高温高压深井超深井油管柱屈曲分析有限元模型可以对油管柱屈曲形态进行全井段分析,复杂力学工况下的油管柱中和点到封隔器处的油管柱处于非均匀或非完整的正弦屈曲或螺旋屈曲;⑦油管柱底部轴向压力为205kN时,油管柱接触段的顶部和底部分别发生正弦屈曲、螺旋屈曲自锁现象,该自锁现象可能导致油管柱处于永久性的屈曲状态。结论认为,所建立的模型可用于分析油管一套管屈曲过程中的屈曲形态、接触压力及其摩擦力,为油管柱屈曲形态、摩擦损伤失效分析及预防措施制定等提供了方法和依据。还提出了延长管柱使用寿命的措施建议:油管柱坐封前在井口施加适当的提拉力、增加底部油管柱结构尺寸、提高井口油压或适当降低产量等。

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关键词:
  • 超深井
  • 油管柱
  • 屈曲行为
  • 接触力学
  • 有限元法
  • 正弦屈曲
  • 螺旋屈曲
  • 自锁现象

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期刊名称:天然气工业

期刊级别:北大期刊

期刊人气:6079

杂志介绍:
主管单位:中国石油天然气集团有限公司
主办单位:四川石油管理局有限公司;中国石油天然气股份有限公司;西南油气田分公司;中国石油集团川庆钻探工程有限公司
出版地方:四川
快捷分类:工业
国际刊号:1000-0976
国内刊号:51-1179/TE
邮发代号:62-14
创刊时间:1981
发行周期:月刊
期刊开本:A4
下单时间:1-3个月
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