注水井带压作业管柱受力动态分析技术

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1、中图分类号：TE358+.4单位代码：10425学号：S12020341注水井带压作业管柱受力动态分析技术DynamicAnalysisTechnologyforMechanicsofSnubbingStringinInjectionWell学科专业：油气田开发工程研究方向：采油工程理论与技术作者姓名：朋兴亚指导教师：樊灵副教授二〇一五年五月DynamicAnalysisTechnologyforMechanicsofSnubbingStringinInjectionWellAThesisSubmit

2、tedfortheDegreeofMasterCandidate：PengXingyaSupervisor：FanLingCollegeofPetroleumEngineeringChinaUniversityofPetroleum(EastChina)摘要带压作业是运用带压作业设备在不压井、不放喷的情况下进行强行起升和下放杆管、修井作业以及增产措施的井下作业技术。与常规作业相比带压作业很好地避免了作业过程中的污染，具有保护地层、简化作业操作流程、提高效率的优点，是现阶段应该被广泛推广的井下作业新技术

3、。本文主要解决含有腐蚀介质的注水井在带压作业过程中的管柱受力问题。根据调研井史资料的结果制定高温高压腐蚀实验方案。依据腐蚀实验数据建立腐蚀速率预测模型，并应用该模型对管柱的几何参数进行修正。基于实测井眼轨迹数据，考虑管柱自重、管柱底端活塞力、管柱失稳屈曲以及管柱与套管内壁的接触反力和摩擦力综合作用，以计算井口轴向载荷为目的，选取整体管柱为研究对象，将管柱离散为多个空间梁单元，利用间隙元模拟管柱与套管内壁之间的接触，并利用有限单元法分析管柱屈曲变形，建立了带压作业管柱空间力学分析模型。通过上述模型和理论

4、方法，得到由腐蚀预测模型修正后的液压缸许用下压力、管柱抗挤毁强度、液压缸最大行程判定准则，编制含腐蚀介质注水井带压作业管柱受力分析软件。并以现场A井为例，运用软件对A井进行起升和下放过程中的受力计算，并在A井数据的基础上进行影响因素分析，分析在不同套压、不同腐蚀速率和不同井型对井口载荷影响，以及不同管柱腐蚀情况对压曲力与无支撑段长度之间关系曲线的影响。关键词：带压作业，管柱，下压力，失稳，有限元，强度iDynamicAnalysisTechnologyforMechanicsofSnubbingStr

5、inginInjectionWellPengXingya(Oil&GasFieldDevelopmentEngineering)DirectedbyAssociateProfessorFanLingAbstractSnubbingserviceisawellbottomtechnologywhichliftingordescendingstringandotheroperationforenhancingoilrecovery.Thisoperationcanbedonewithoutincreasi

6、ngthewellborepressureorfluidproduction.Comparedwithroutineoperation,snubbingservicehaslowpollutiontoreservoir,simpleoperationprocessandhighoperationefficiency.Thisbrandnewboreholeoperationshouldbespreadwidely.Inthisthesis,thetopicisthepipestringforceana

7、lysisforsnubbingserviceinwaterinjectionwellwhichhascorrosivemedium.Highpressureandhightemperatureexperimentsforwelltestisbasedonwelloperationhistory.Withthedatafromcorrosionexperiments,corrosiveratepredictionmodelisbuilt.Modificationforthepipethicknessi

8、salsoincludedinthismodel.Ittookthemeasuredvalueofwelltrajectory,theweightofwellpipe,theeffectofpistonforceinwellbottom,thestabilitybuckingofthewellpipe,contactcounterforceandfrictioninthestringinnerwallintoconsideration.Computing