本文關(guān)鍵詞： 完井 封隔器 力學(xué)性能 有限元分析　出處：《西安石油大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著油氣藏的不斷開發(fā),油田高溫高壓井所占比例也越來越大,高溫高壓井的井況更加復(fù)雜,對完井質(zhì)量的要求更高,對完井封隔器性能的要求亦更高。油氣井完井作業(yè)一般采用永久式封隔器,永久式封隔器多采用投球打壓方式坐封,高溫高壓井中以投球打壓方式坐封的完井封隔器應(yīng)用最廣的是THT封隔器。本文對高溫高壓完井封隔器的主要部分進行了力學(xué)性能分析,主要包括以下幾方面:首先完井封隔器的坐封位置要求比較精確,一般都在千分之五以內(nèi),而且需要避開套管接箍,封隔器與油管柱相連,一同下入井中,在溫度、壓力變化下,管柱會發(fā)生軸向變形,文章考慮到產(chǎn)生管柱軸向變形的各個效應(yīng),對每一個效應(yīng)進行了分析,并推導(dǎo)管柱軸向變形量的計算方程式,進而得到使封隔器下入預(yù)定位置的管柱實際下入長度。其次,完井封隔器良好的密封性能是完井作業(yè)以及后續(xù)開采作業(yè)正常進行的前提條件,膠筒作為封隔器密封部分的核心元件,直接影響封隔器的密封性能,本文根據(jù)膠筒的受力狀態(tài)和變形情況,分析了膠筒的三種變形過程,得到封隔器的坐封載荷和最大工作壓差,為坐封作業(yè)提供依據(jù)。再次,卡瓦作為封隔器重要的組成部分,完井封隔器卡封后,其卡瓦起到支撐封隔器和鎖定膠筒的作用,THT封隔器采用反向雙整體式卡瓦。文章建立整體式卡瓦模型,根據(jù)其坐封過程的形態(tài)變化,得到整體式卡瓦沿應(yīng)力槽斷裂最小應(yīng)力及卡瓦強度方程式�？ㄍ咭胩坠芎髮μ坠芤灿幸欢康膿p壞,并受到套管帶來的剪切力作用,根據(jù)有限元分析,得到卡瓦咬入套管深度及卡瓦牙與套管的接觸應(yīng)力,對封隔器的卡瓦改進和選用具有指導(dǎo)作用。最后,基于上述完井封隔器力學(xué)性能分析及有限元模擬,提出了關(guān)于高溫高壓完井封隔器的幾點建議及后續(xù)所要完成的工作。
[Abstract]:With the continuous development of oil and gas reservoirs, the proportion of high temperature and high pressure wells in oil field is increasing, the well condition of high temperature and high pressure wells is more complex, and the requirement of completion quality is higher. The performance of the well completion Packer is also higher. The permanent Packer is generally used in oil and gas well completion, and the permanent Packer is usually used to sit the seal. THT Packer is widely used in high temperature and high pressure wells. The mechanical properties of the main parts of high temperature and high pressure well completion Packer are analyzed in this paper. It mainly includes the following aspects: firstly, the setting position of the completion Packer is more accurate, generally less than 5/1000, and needs to avoid casing coupling, the Packer is connected with the tubing string and goes down into the well together. Under the change of temperature and pressure, the axial deformation of the string will take place. In this paper, considering the effects of the axial deformation of the string, each effect is analyzed, and the calculation equation of the axial deformation of the string is deduced. Finally, the actual entry length of pipe string is obtained. Secondly, the good sealing performance of the well completion Packer is the prerequisite for the completion operation and the subsequent production operation. As the core component of the sealing part of the Packer, the rubber cylinder has a direct impact on the sealing performance of the Packer. According to the stress state and deformation of the Packer, three deformation processes of the Packer are analyzed in this paper. The Packer setting load and the maximum working pressure difference are obtained, which provides the basis for setting seal operation. Thirdly, as an important part of the Packer, the well Packer is sealed after the well Packer is sealed. Its slips play the role of supporting Packer and locking plastic cylinder. The reverse double integral Packer is used in the Packer. In this paper, the integral slip model is established, and the shape changes according to the process of sitting and sealing. The minimum stress along the stress groove and the slip strength equation are obtained. The casing is damaged by the slip bit and subjected to the shearing force caused by the casing. The finite element analysis is carried out according to the finite element analysis. The depth of the casing bite and the contact stress between the slips and the casing are obtained, which can guide the improvement and selection of the Packer. Finally, based on the mechanical performance analysis and finite element simulation of the completion Packer mentioned above. Some suggestions on high temperature and high pressure well completion Packer and the work to be done in the future are put forward.
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE925.3

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本文編號：1450560