本文關(guān)鍵詞：連續(xù)油管力學(xué)特性分析與疲勞壽命研究

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【摘要】：本文是在川慶鉆探工程有限公司井下作業(yè)公司《連續(xù)油管作業(yè)優(yōu)化決策系統(tǒng)軟件數(shù)學(xué)模型建立與求解模塊研究》科研項(xiàng)目的資助下完成的,本文屬于該項(xiàng)目的部分研究?jī)?nèi)容。隨著連續(xù)油管(CT)技術(shù)和鉆井技術(shù)的發(fā)展,近年來(lái)該技術(shù)已經(jīng)成為國(guó)外鉆井技術(shù)的熱點(diǎn)。研究、開(kāi)發(fā)以及推廣連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)對(duì)石油勘探開(kāi)發(fā)具有重要的意義。本文重點(diǎn)對(duì)連續(xù)油管屈曲及軸向載荷傳輸、力學(xué)強(qiáng)度及工作疲勞壽命進(jìn)行分析,完成工作或取得的成果如下：(1)通過(guò)對(duì)比能量法所推導(dǎo)出的連續(xù)油管變形微分方程與根據(jù)靜力平衡法所推導(dǎo)的連續(xù)油管的變形微分方程結(jié)果,發(fā)現(xiàn)兩者結(jié)果相同,證明了變形微分方程的合理性。分別對(duì)處于斜井段、垂直井段的連續(xù)油管進(jìn)行臨界屈曲載荷分析,得到連續(xù)油管的臨界屈曲載荷。(2)建立了連續(xù)油管屈曲力學(xué)特性計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算、伸長(zhǎng)量計(jì)算、卡點(diǎn)計(jì)算的數(shù)學(xué)模型以及連續(xù)油管強(qiáng)度數(shù)據(jù)庫(kù),與此同時(shí),基于連續(xù)油管的危險(xiǎn)點(diǎn)應(yīng)力、等效應(yīng)力以及其疲勞失效準(zhǔn)則,建立了連續(xù)油管疲勞壽命預(yù)測(cè)模型,為連續(xù)油管力學(xué)強(qiáng)度分析軟件開(kāi)發(fā)提供了數(shù)學(xué)模型和數(shù)據(jù)庫(kù)。(3)建立了連續(xù)油管力學(xué)數(shù)學(xué)模型的求解和算法,開(kāi)展了連續(xù)油管作業(yè)管柱屈曲及軸向載荷分析、連續(xù)油管作業(yè)起下過(guò)程中各點(diǎn)受力以及關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)連續(xù)油管軸向載荷、連續(xù)油管抗內(nèi)壓強(qiáng)度分析及擠毀壓力計(jì)算、連續(xù)油管螺旋鎖定的判定模型研究,建立了連續(xù)油管疲勞壽命預(yù)測(cè)模型。(4)基于本文建立的連續(xù)油管管柱力學(xué)模型與疲勞壽命預(yù)測(cè)數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ),開(kāi)發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的連續(xù)油管力學(xué)分析軟件。該軟件可以直觀判斷連續(xù)油管在不同井段的屈曲形式,計(jì)算連續(xù)油管的擠毀屈曲載荷,并對(duì)連續(xù)油管的疲勞壽命的進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。(5)本文開(kāi)發(fā)的軟件得到了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用、測(cè)試和完善,完成了威遠(yuǎn)H3-1、白淺203-H1等14口井的軟件測(cè)試計(jì)算,計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工工況結(jié)果符合率達(dá)到92%以上,能夠有效指導(dǎo)連續(xù)油管施工。
【關(guān)鍵詞】：連續(xù)油管 屈曲分析 力學(xué)特性 疲勞壽命 軟件開(kāi)發(fā)
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TE931.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-18
• 1.1 研究的目的與意義8
• 1.2 連續(xù)油管發(fā)展概況8-12
• 1.2.1 國(guó)外發(fā)展概況9-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)應(yīng)用概況11-12
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向12-15
• 1.3.1 連續(xù)油管屈曲力學(xué)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 連續(xù)油管疲勞壽命國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.3 存在的問(wèn)題15
• 1.4 本文的研究思路和主要內(nèi)容15-18
• 第2章 連續(xù)油管屈曲力學(xué)特性分析18-35
• 2.1 靜力平衡法分析連續(xù)油管井下?tīng)顟B(tài)18-23
• 2.1.1 連續(xù)油管柱在三維井眼中的力學(xué)描述18-19
• 2.1.2 連續(xù)油管微元體受力分析19-20
• 2.1.3 連續(xù)油管微元體靜力平衡方程20-21
• 2.1.4 連續(xù)油管微元體物理方程21-22
• 2.1.5 連續(xù)油管變形微分方程22-23
• 2.2 能量法分析連續(xù)油管井下?tīng)顟B(tài)23-26
• 2.2.1 連續(xù)油管彎曲變形能及其變分23-24
• 2.2.2 連續(xù)油管外力功及其變分24-25
• 2.2.3 最小勢(shì)能原理及連續(xù)油管變形微分方程的導(dǎo)出25-26
• 2.3 直井段連續(xù)油管屈曲分析26-29
• 2.3.1 臨界屈曲載荷26-27
• 2.3.2 接觸載荷27-29
• 2.4 斜直井段臨界屈曲分析29-34
• 2.4.1 臨界屈曲載荷29-32
• 2.4.2 接觸載荷32-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第3章 連續(xù)油管力學(xué)強(qiáng)度分析與數(shù)據(jù)庫(kù)建立35-54
• 3.1 地面設(shè)備參數(shù)設(shè)定35-36
• 3.2 連續(xù)油管的彎曲應(yīng)力分析36-39
• 3.2.1 連續(xù)油管卷繞時(shí)的彎曲分析36-38
• 3.2.2 連續(xù)油管在井口處的壓曲分析38-39
• 3.3 連續(xù)油管內(nèi)屈服壓力/擠毀壓力計(jì)算39-44
• 3.3.1 連續(xù)油管屈服判斷依據(jù)39-40
• 3.3.2 連續(xù)油管抗內(nèi)壓(破裂壓力)分析40
• 3.3.3 連續(xù)油管抗外擠(擠毀壓力)分析40-41
• 3.3.3.1 理想圓管的擠毀壓力40-41
• 3.3.3.2 橢圓截面管擠毀壓力41
• 3.3.4 非API油管強(qiáng)度計(jì)算數(shù)學(xué)模型41-43
• 3.3.5 三軸應(yīng)力分析43-44
• 3.4 連續(xù)油管伸長(zhǎng)量計(jì)算數(shù)學(xué)模型44-46
• 3.4.1 由軸向力引起的伸長(zhǎng)量44-45
• 3.4.2 溫度變化引起的伸長(zhǎng)量45
• 3.4.3 泊松比引起的伸長(zhǎng)量45-46
• 3.5 連續(xù)油管卡點(diǎn)位置計(jì)算46-47
• 3.6 連續(xù)油管基本技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)建立47-53
• 3.7 本章小結(jié)53-54
• 第4章 連續(xù)油管疲勞壽命預(yù)測(cè)模型建立54-61
• 4.1 連續(xù)油管的失效形式54-55
• 4.2 連續(xù)油管多軸疲勞破壞準(zhǔn)則55-57
• 4.2.1 基于應(yīng)力的疲勞破壞準(zhǔn)則55
• 4.2.2 基于應(yīng)變的疲勞破壞準(zhǔn)則55-56
• 4.2.3 基于循環(huán)塑性功的疲勞破壞準(zhǔn)則56
• 4.2.4 基于臨界平面法的疲勞破壞準(zhǔn)則56-57
• 4.3 連續(xù)油管疲勞壽命預(yù)測(cè)模型的建立57-60
• 4.3.1 連續(xù)油管的危險(xiǎn)點(diǎn)應(yīng)力分析57
• 4.3.2 等效應(yīng)力公式的建立57-58
• 4.3.3 預(yù)測(cè)模型58-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第5章 軟件開(kāi)發(fā)及其現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例分析61-76
• 5.1 軟件簡(jiǎn)介61-64
• 5.1.1 軟件功能設(shè)計(jì)62-63
• 5.1.2 編寫(xiě)語(yǔ)言、環(huán)境、特點(diǎn)63
• 5.1.3 軟件的運(yùn)行環(huán)境63
• 5.1.4 軟件優(yōu)勢(shì)63
• 5.1.5 軟件界面63-64
• 5.2 軟件應(yīng)用實(shí)例分析64-75
• 5.2.1 垂直井算例65-70
• 5.2.2 斜直井算例70-72
• 5.2.3 白淺203-H1井實(shí)例分析72-75
• 5.3 本章小結(jié)75-76
• 第6章 結(jié)論76-77
• 附件77-78
• 致謝78-79
• 參考文獻(xiàn)79-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文82

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳迎春;張仕民;王文明;李亨濤;張行;楊德福;;連續(xù)油管屈曲力學(xué)特性研究進(jìn)展[J];石油礦場(chǎng)機(jī)械;2013年12期

2 劉壽軍;李根生;;我國(guó)連續(xù)管技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展建議[J];石油機(jī)械;2013年11期

3 趙昆;;國(guó)外連續(xù)油管作業(yè)機(jī)研究進(jìn)展及國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀[J];石油礦場(chǎng)機(jī)械;2012年02期

4 賀會(huì)群;;連續(xù)管鉆井技術(shù)與裝備[J];石油機(jī)械;2009年07期

5 杜龍;王青艷;張偉;;連續(xù)油管下入深度的影響因素分析[J];石油儀器;2009年02期

6 劉昕;練章華;羅宇燦;譚清明;房皓;;井壁接觸應(yīng)力影響下的連續(xù)油管屈曲載荷計(jì)算方法[J];西部探礦工程;2009年04期

7 蔣維奇;張智亮;郗金榮;;連續(xù)油管有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備;2009年01期

8 李海波;王海濤;;現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)油管傷害與使用壽命研究[J];內(nèi)蒙古石油化工;2008年20期

9 李小影;石凱;;連續(xù)管失效及疲勞壽命的研究現(xiàn)狀[J];內(nèi)蒙古石油化工;2008年20期

10 宋生印;王英杰;高霞;上官豐收;;連續(xù)管疲勞試驗(yàn)裝置研制和實(shí)物試驗(yàn)研究[J];科技導(dǎo)報(bào);2008年14期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 何春生;連續(xù)油管低周疲勞壽命預(yù)測(cè)及屈曲分析方法研究[D];東北石油大學(xué);2014年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 張超越;預(yù)彎曲連續(xù)油管井下穩(wěn)定性分析[D];燕山大學(xué);2013年

2 姜濤;遼河油田連續(xù)油管水平井測(cè)井技術(shù)的應(yīng)用[D];東北石油大學(xué);2013年

3 裴楚洲;連續(xù)油管拖動(dòng)酸化技術(shù)應(yīng)用研究[D];西南石油大學(xué);2009年

4 王龍庭;鉆井連續(xù)管力學(xué)特性研究[D];中國(guó)石油大學(xué);2008年

5 張德平;連續(xù)油管鉆井力學(xué)特性研究[D];西南石油大學(xué);2006年

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本文編號(hào)：1125610