伴隨著石油持續(xù)被開采,地層儲存的能量持續(xù)被耗損,對應(yīng)油井的產(chǎn)量也持續(xù)減少,更有甚者還會面臨停噴停產(chǎn),導(dǎo)致地層殘余的大量石油無法被人們開采出來。為了彌補開采石油后出現(xiàn)的地下壓力虧空,增強油層的壓力,對油田進行注水作業(yè)是目前油田常用的方法。但是在傳統(tǒng)的分層注水作業(yè)過程中,常壓作業(yè)起下管柱時,井底油管內(nèi)返水現(xiàn)象很普遍,管柱提升多高,井液就會噴濺多高,難以接收,不僅噴濺油田作業(yè)員工一身污油污水,還會給周圍環(huán)境帶來嚴重污染,嚴重時甚至還會危及油田工作人員生命安全。為了解決這一難題,本文在傳統(tǒng)的分層注水管柱結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)場需求,提出了一種新型的防噴注水管柱,該管柱不僅可以滿足正常的注水功能,還能實現(xiàn)防噴泄流。本文針對設(shè)計的防噴注水管柱,主要做了以下的研究。首先,結(jié)合油田注水作業(yè)的實際情況,分析注水管柱內(nèi)部溢流的原因,針對這一原因,按照“環(huán)空流體不噴濺,管內(nèi)流體不存留”的思路,針對油管、擋球及橋式偏心的結(jié)構(gòu)特點,對防噴管柱的結(jié)構(gòu)進行改進,分別設(shè)計上、下封堵泄流器。其次,創(chuàng)建了防噴注水管柱在四個不同注水作業(yè)工況下的力學(xué)模型,分析了管柱在不同作業(yè)情況下的受力,通過分析管柱處于不同注水工況下節(jié)點的受... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

國外管柱力學(xué)發(fā)展的三個階段Lubinski等學(xué)者于1962年針對受封隔器約束的管柱所受軸向力彎曲形變的行為

燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-4-能的注水管柱應(yīng)用的比較少。相對于國外，我國開始管柱力學(xué)的探究比較靠后，直到20世紀80年代國外的研究理論才被引入，該研究理論的引入正式開啟了我國關(guān)于管柱受力的相關(guān)研究的大門。我國的管柱力學(xué)的研究也經(jīng)歷了如下圖1-2所示的三個階段。圖1-2國內(nèi)管柱力學(xué)發(fā)展的三個階段曾憲平[17]于1980年在與油田現(xiàn)場實際相結(jié)合的基礎(chǔ)上，介紹了封隔器管柱在井筒中的受力以及管柱在井筒內(nèi)的變形等常見情況，提出了一種新的研究管柱受力和形變的理論方法。韓志勇、高德利[18]等學(xué)者于1986年闡述了穩(wěn)定力、彎曲力以及虛力的基本概念，提出了零軸力點以及中性點確切的定義，解決了如何計算穩(wěn)定力的問題。同時他們還給出了一種井下鉆柱實際長度的計算公式。龔偉安[19]于1988年論證了油管柱、鉆柱或者是套管柱在液壓的作用下，所呈現(xiàn)的虛構(gòu)力是真實存在的，他指出早期的計算公式只能計算出虛構(gòu)力的近似解，管柱能否產(chǎn)生彎曲與有效軸向壓力的數(shù)值大小有很大關(guān)系。鄭永剛[20]于1992年對井筒內(nèi)液體浮力給管柱帶來的影響進行理論分析，表明管柱產(chǎn)生失穩(wěn)的主要因素并不是浮力。李子豐、劉希圣[21]于1993年創(chuàng)建了一種關(guān)于導(dǎo)向鉆具組合的三維小撓度力學(xué)模型，解決了在切點處的邊界條件無法確定的問題，提供了一種新的方法。李子豐、馬興瑞[22]等學(xué)者于1994年創(chuàng)建了水平管柱內(nèi)處于壓扭狀態(tài)下圓桿、圓管的幾何非線性彎曲微分方程，并著重分析了無重受壓扭圓桿、圓管的螺旋彎曲。高德利[23]于1995年通過動力學(xué)原理，采用微元矢量法，創(chuàng)建了一般平衡方程，該方程考慮到了鉆柱渦動效應(yīng)。高國華、李琪[24-25]等學(xué)者于1996年通過線性化分析法、小參數(shù)攝動分析法、微

第2章防噴注水管柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計-9-2.1.1傳統(tǒng)分層注水管柱的組成在油田上傳統(tǒng)的分層注水結(jié)構(gòu)一般由分封隔器、配水器、篩管、絲堵、擋球、與球座以及其它工具構(gòu)成[42]。隨著油井工作研究人員在注水作業(yè)中對管柱產(chǎn)生蠕動帶來風(fēng)險的進一步了解，為了增強分層注水的成效，使得管柱的使用工作年限得以提升，油田的生產(chǎn)費用得以縮減，滿足油田發(fā)展的要求，現(xiàn)如今油田與一些石油高校和科研研究單位展開合作，針對注水管柱的結(jié)構(gòu)，錨定支撐技術(shù)以及補償技術(shù)進行了大量的探索，研究出了很多非常經(jīng)典的分層注水管柱的組成結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)分別有：由中原油田提出來的自調(diào)配水管柱結(jié)構(gòu)、由大慶油田研發(fā)的橋式偏心分層注水管柱結(jié)構(gòu)、由勝利油田研發(fā)的錨定補償結(jié)構(gòu)和機械分層防砂結(jié)構(gòu)以及由江漢油田提出來的錨定式結(jié)構(gòu)等[43]。傳統(tǒng)的直井分層注水管柱由各種井下工具組成，其結(jié)構(gòu)形式見圖2-1。圖2-1傳統(tǒng)直井分層注水管柱結(jié)構(gòu)圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]彈性力學(xué)方程解的整體適定性[J]. 王科研,雷震.  中國科學(xué):數(shù)學(xué). 2019(02)
[2]分層注水技術(shù)措施[J]. 何亞斌,鬲新鵬,俞忠寶,余海堂.  化工設(shè)計通訊. 2018(10)
[3]伯努利方程教學(xué)實驗與數(shù)值仿真應(yīng)用[J]. 馬震宇,王正鶴,徐夢飛,孫悅.  實驗室科學(xué). 2018(05)
[4]基本強度理論擴充研究[J]. 劉大為.  蘭州文理學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(05)
[5]探究流體在圓管突擴局部阻力損失與流速關(guān)系[J]. 張沛航.  實驗教學(xué)與儀器. 2018(05)
[6]汽水管道壓力損失計算方法初步探討[J]. 吳楓,李玉潔,許燕萍.  甘肅科技縱橫. 2016(08)
[7]分層注水管柱力學(xué)分析研究及應(yīng)用[J]. 蔣敏,韓寧,孫聰聰,李靜嘉,王淑華.  中國石油和化工. 2016(01)
[8]受壓油管屈曲變形與內(nèi)外層桿管接觸分析[J]. 劉巨保,王秀文,岳欠杯,黃金波.  力學(xué)與實踐. 2011(03)
[9]橋式偏心配水管柱在分層測試中的應(yīng)用[J]. 楊洪源,于鑫,齊德山,趙軍約,張軍芳,水素連,龔由萍.  石油機械. 2009(03)
[10]應(yīng)用DQE增量迭代法分析斜直井內(nèi)管柱的非線性屈曲[J]. 甘立飛,王鑫偉,談梅蘭.  計算物理. 2009(01)

碩士論文
[1]注水井井下管柱力學(xué)分析[D]. 田龍.西南石油大學(xué) 2016
[2]直井分層注水管柱力學(xué)行為分析[D]. 馬鑫.西安石油大學(xué) 2016
[3]同心集成分層注水技術(shù)研究[D]. 馬強.大慶石油學(xué)院 2007
[4]注水工藝管柱力學(xué)行為研究[D]. 黃云.西南石油學(xué)院 2005



本文編號：3567770