带封隔器的环空加砂压裂管柱应力与变形计算.pdf

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1、第44卷第7期当代化工Vo1．44．NO．72015年7月ContemporaryChemica]Industryduly，2015带封隔器的环空加砂压裂管柱应力与变形计算吴景春，张庚，赵阳，郑克华(东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆163318)摘要：对带封隔器的环空加砂压裂管柱在管柱自由下井、水力喷砂射孔和环空加砂压裂三种工况下的受力及变形进行了研究。建立了压裂管柱的受力模型，考虑了重力效应、温度效应、活塞效应、鼓胀效应及摩阻效应对压裂管柱的影响，分析了带封隔器的环空加砂压裂管柱在不同工况下的受

2、力状况，计算了压裂管柱在不同工况下的变形量，从而为油田在环空加砂压裂过程中计算下人压裂管柱的长度提供理论依据。关键词：封隔器；环空加砂压裂；管柱受力；管柱变形中图分类号：TE357文献标识码：A文章编号：1671—0460(2015)07—1638—04StressandDeformationCalculationofAnnularSandFracturingPipeWithPackerWUJing-chun，ZHANGGeng，ZHAOYang，ZHENGKe—hua(NortheastPetrol

3、eumUniversity,HeilongjiangDaqing163318，China)Abstract：Theforceanddeformationofannulussandfracturingpipewereresearchedunderfollowingthreeconditions：pipedownhole，hydraulicjetperforationandannulussandfracturing．Theforcemodeloffracturingpipewasestablishedco

4、nsideringtheinfluenceofgravityefect，temperatureefect，pistonefect，bulgingeffectandfrictionefectonfracturingpipe．Theforceofannulussandfracturingpipewithpackerunderdiferentconditionswasanalyzed，thedeformationoffracturingpipeunderdiferentconditionswascalcul

5、ated，whichcouldprovidethetheoreticalbasisforcalculatingthelengthofannulussandfracturingpipe．Keywords：packer；annulussandfracturing；pipeforce；pipedeformation传统的管内加砂压裂技术具有压裂液排量低和封隔器的环空加砂压裂管柱在不同工况下的受力进喷嘴使用寿命短等缺点。因此，难以满足大排量快行了分析、变形量进行了计算，提出了预防压裂管速加砂压裂的要求。带封隔

6、器的环空加砂压裂技术柱变形的措施。解决了以上难题，但该技术在施工过程中存在着压1环空加砂压裂管柱受力模型裂管柱变形的问题，所以要对带封隔器的环空加砂压裂管柱的受力以及变形进行研究。自A．Lubinski[11等人率先对封隔器压裂管柱进行研究以来，国内外学者针对封隔器压裂管柱进行了深入研究。20世纪七十年代末至八十年代初，D．J．Hammerlindlf2,3]等人进一步讨论了带封隔器多级组合管柱的受力、应力和位移问题；1993年，冯建华【4】建立了双封隔器复合管柱受力分析的数学模型；1998年刘巨保【

7、5’6】、张学鸿等教授采用“多向接触摩擦间隙元法”对水平井压裂管柱的受力变形状(a)(b)(c)(d)态进行了描述；2003年，孙爱军l7]、窦益华等对封图1压裂管柱受力模型示意图隔器压裂管柱的受力、应力以及变形状态作了系统Fig．1Schematicdiagramoffracturingpipestressmodel的介绍；此外，一些学者还对管柱螺旋弯曲变形L8J、定向井摩擦阻力]等问题进行了分析。但针对带封图1为带封隔器的环空加砂压裂管柱受力模型示意图。分为管柱自由下井，封隔器坐封前，封隔隔器的环

8、空加砂压裂管柱应力与变形的研究还较器坐封后，环空加砂压裂四种工况。模型的基本假少。为此，笔者建立了压裂管柱受力模型，并对带收稿日期：2015-06—17作者简介：吴景春(1968一)，男，黑龙江大庆人，教授，2006年获东北石油大学油气田开发工程专业博士学位，研究方向：油气田开发．、提高采收率原理与技术。E-mail：w6529@i63．com。通讯作者：张庚(1989一)，男，在读硕士研究生，就读于东北石油大学油气田开发工程专业，研究方向：提高采收率原