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《不能移动封隔器管柱变形受力分析_封隔器管柱受力分析系统讨论之五》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第25卷第2期钻采工艺·53·钻采机械不能移动封隔器管柱变形受力分析———封隔器管柱受力分析系统讨论之五李钦道,谢光平,张娟(四川石油管理局钻采工艺技术研究院)摘要:不能移动封隔器管柱是油气井封隔器完井的一种常见类型,在井内压力、温度、流体(井内压力、温度、流体简称井内条件,下同)发生变化时,不能移动封隔器管柱受力分析是保证井下安全和完井作业成功的关键,同时该管柱受力分析与自由移动封隔器管柱受力分析有很大的差别。文中对不能移动封隔器管柱变形受力的有关问题进行了分析、推导和讨论,并给出了算例。关键词:不能移动;管柱;受力分析中图分类号:TE83112文献标识码:A文章编号:1006-768X(2
2、002)02-053-05由于水力锚的特性(水力锚处油管内压力要高问题的提出于油管外压力,锚爪才能伸出并咬入套管,才能起固所谓不能移动封隔器管柱是指井内条件发生变定管柱的作用),本文引入下面三个概念:阈限压差、化时,管柱下端的密封段完全限制在封隔器之中,如水力锚起作用阶段和水力锚不起作用阶段。图1所示。所谓阈限压差,就是水力锚锚爪伸出到套管内壁尚未咬入套管时水力锚处的油管内外压差(即某状态下水力锚即封隔器处油管内流体压力Pi与油管外流体压力Po之差)。阈限压差用ΔP阈表示,此值要通过试验才能获得。所谓水力锚起作用阶段,就是Pi与Po之差大于ΔP阈的阶段,此时水力锚锚爪已咬入套管,水力锚能起到固
3、定管柱的作用。所谓水力锚不起作用阶段,就是Pi与Po之差不大于ΔP阈的阶段,此时水力锚锚爪未伸出或已经伸出但尚未咬入套管,水力锚不能起到固定管柱的作用。因此RTTS封隔器管柱受力分析要解决的问题是:图1不能自由移动的封隔器管柱1.水力锚不起作用阶段常见的不能移动封隔器管柱有两大类:一类是(1)Pi小于Po。这时,油管对封隔器的向下作带锚定的插管封隔器管柱,另一类是带水力锚的卡用力大于封隔器的最小坐封力,并且封隔器受到的瓦封隔器管柱(如RTTS封隔器管柱)。各种力产生的向下合力必须小于卡瓦的承载力,才下面只对RTTS封隔器管柱变形受力进行分析能确保封隔器管柱密封良好。讨论(带锚定的插管封隔器管柱
4、变形受力分析讨论(2)Pi大于Po,但二者之差小于ΔP阈。这时,可仿照进行)。油管对封隔器的向下作用力大于封隔器的最小坐封RTTS封隔器卡瓦能承受向下的作用力,水力锚力和封隔器受到的其它各种力产生的向上合力,才能承受向上的作用力,即RTTS封隔器在卡瓦和水能确保封隔器管柱密封良好。力锚的承载范围内不能上下移动。2.水力锚起作用阶段收稿日期:2001-12-10作者简介:见本刊2002年第1期第60页。地址:(618300)四川广汉。©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://w
5、ww.cnki.net·54·钻采工艺2002年Pi与Po之差大于ΔP阈,水力锚产生的咬合力m;大于封隔器受到的各种力产生的向上合力,确保封ΔL2———温度效应引起的管柱变形,m;隔器密封不失效。ΔL3———膨胀效应引起的管柱变形量,m;3.不会出现永久螺旋弯曲和油管拉断的情况Q———某状态下弯曲段油管在流体中的重量,解决上述问题的目的是为了确保井下安全和施N;工作业成功。要解决上述问题,必须先计算出管柱L———井内油管长度,m;2的变形及受力,并根据管柱的受力来分析怎样才能E———油管的弹性模量,N/m;2确保在施工作业中不会出现封隔器密封失效和油管Ao———油管外径包围的面积,m;2损坏等
6、情况,换句话说即管柱的受力分析是解决上Ai———油管内径包围的面积,m;2述三个问题的基础,本文只讨论管柱最基本的受力As———油管的横截面积,m,分析。As=Ao-Ai;2Ap———密封腔直径包围的面积,m;研究范围和研究方法r———油管与油层套管之间的径向间隙,m;1.研究范围4I———油管的惯性矩,m;①一种油管尺寸组成的单一RTTS封隔器管q———某状态下弯曲段单位长度油管在流体中柱;②套管为一种尺寸;③井内充满流体;④初始状的重量;态和某状态下管柱均为弯曲状态。qo———某状态下弯曲段单位长度油管管外受到2.研究方法的流体作用力,N/m;(1)分析管柱从坐封前(自由悬挂状态)到某状q
7、i———某状态下弯曲段单位长度油管管内流体态(井内条件发生变化后的状态)的变形量。重量,N/m;(2)根据初始压缩量与某状态变形量的关系建q摩———单位长度油管受到的流动摩擦力,N/立方程。m;(3)根据方程中各量的关系,得出求弯曲段油管q摩前符号的取值:注入取“—”,产出取“+”,在流体中的重量的关系式。下同;(4)求出弯曲段油管在流体中的重量。Po初———坐封时封隔器处上面油管外流体压(5)根
