本文關鍵詞： 套管-水泥環(huán)-地層 熱固耦合 多層組合系統(tǒng) 彈性力學　出處：《中南大學學報(自然科學版)》2017年03期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：考慮非均勻地應力、內(nèi)壓和地層高溫對高溫高壓井套管-水泥環(huán)-地層多層組合系統(tǒng)的作用,應用彈性力學理論,結合邊界條件、接觸條件和連續(xù)條件,獲得熱固耦合作用下套管-水泥環(huán)-地層多層組合系統(tǒng)應力分布的解析解。討論水泥環(huán)厚度、彈性模量、泊松比、地層溫度、套管-水泥環(huán)層數(shù)對最內(nèi)層套管內(nèi)壁Mises應力分布規(guī)律的影響。研究結果表明:上述因素對最內(nèi)層套管內(nèi)壁Mises應力的分布均有影響;對比套管-水泥環(huán)-地層的單層和多層組合系統(tǒng),多層組合系統(tǒng)的最內(nèi)層套管內(nèi)壁的Mises應力較單層系統(tǒng)明顯降低,這說明多層組合系統(tǒng)具有重要的工程價值。
[Abstract]:Considering the effect of non-uniform ground stress, internal pressure and formation high temperature on the casing, cement sheath and formation multi-layer combination system of high temperature and high pressure wells, the theory of elasticity is applied to combine the boundary condition, contact condition and continuous condition. The analytical solution of the stress distribution of the casing cement ring-stratum multilayer system under thermal-solid coupling is obtained. The thickness of cement ring elastic modulus Poisson's ratio and formation temperature are discussed. The influence of the number of casing and cement layer on the distribution of Mises stress in the inner wall of the innermost casing. The results show that the above factors have an effect on the distribution of Mises stress in the inner wall of the innermost casing. Compared with the single-layer and multi-layer combined system of casing cement ring-stratum the Mises stress of the innermost casing wall of the multi-layer composite system is obviously lower than that of the single-layer system. This shows that the multilayer composite system has important engineering value.
【作者單位】： 中國石油大學(華東)儲運與建筑工程學院;青島理工大學理學院;中國石油大學(華東)油氣CAE技術研究中心;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(51274231,51374228);國家自然科學基金-石化聯(lián)合基金資助項目(U1262208) 中國石油天然氣集團公司重點實驗室課題資助項目(2014A-4214) 青島市應用基礎研究計劃項目(15-9-1-71-jch)~~
【分類號】：TE931.2
【正文快照】： 準確獲取套管-水泥環(huán)-地層多層組合系統(tǒng)的應力分布對于防止套管損壞具有重要工程價值�，F(xiàn)階段,高溫高壓井(HPHT)越來越多,套管處于非均勻高地應力、高內(nèi)壓和高地層溫度的聯(lián)合作用下,這進一步加劇了套管的損壞,故開展熱固耦合作用下的套管-水泥環(huán)-地層多層組合系統(tǒng)的受力特性分

【參考文獻】

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2 陳艷華;張振迎;景寶國;;試算法在多維非穩(wěn)態(tài)導熱問題中的應用[J];建筑節(jié)能;2010年01期

3 殷有泉;陳朝偉;李平恩;;套管-水泥環(huán)-地層應力分布的理論解[J];力學學報;2006年06期

4 左孔天;錢勤;趙雨東;陳立平;;熱固耦合結構的拓撲優(yōu)化設計研究[J];固體力學學報;2005年04期

5 李軍,陳勉,張輝;定向井套管應力隨地應力條件的變化規(guī)律研究[J];石油學報;2005年01期

6 房軍,谷玉洪,米豐珍;非均勻載荷作用下套管擠壓失效數(shù)值分析[J];石油機械;1999年07期

7 房軍,岳伯謙,趙懷文,徐龍光;非均勻地應力作用下套管和水泥環(huán)表面受力特性分析[J];石油大學學報(自然科學版);1997年01期

8 房軍，趙懷文，，岳伯謙，宋玉峰;非均勻地應力作用下套管與水泥環(huán)的受力分析[J];石油大學學報(自然科學版);1995年06期

【共引文獻】

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2 趙新波;韓生超;楊秀娟;閆相禎;張立松;;熱固耦合作用下的套管-水泥環(huán)-地層多層組合系統(tǒng)應力分析[J];中南大學學報(自然科學版);2017年03期

3 陳繼光;鄧文凱;周萍;江亮;;IN718合金熱機械疲勞試驗非穩(wěn)態(tài)溫度場的數(shù)值模擬[J];中國有色金屬學報;2017年02期

4 劉春剛;;動壓條件下大直徑套管應力分布規(guī)律研究[J];煤炭技術;2017年02期

5 王虹富;樊建春;;套管損傷磁記憶檢測信號定量研究[J];中國安全生產(chǎn)科學技術;2016年12期

6 王鵬;李文斌;;高速磨削電主軸熱-結構耦合有限元分析與仿真[J];機械設計與制造;2016年12期

7 劉奎;高德利;王宴濱;劉永升;;局部載荷對頁巖氣井套管變形的影響[J];天然氣工業(yè);2016年11期

8 唐建新;楊波;張宇寧;;基于莫爾圓的煤巖體σ-τ一元線性回歸模型檢驗[J];煤礦安全;2016年11期

9 祝效華;郭大強;童華;敬俊;;采用隨鉆擴眼技術提高海相氣藏鹽巖夾層套管服役的安全性[J];天然氣工業(yè);2016年10期

10 張憲民;胡凱;王念峰;郭浩;;基于并行策略的熱固耦合多材料柔順機構設計[J];華南理工大學學報(自然科學版);2016年10期

【二級參考文獻】

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1 唐志軍;;川東北河壩區(qū)塊井身結構的優(yōu)化與實踐[J];石油鉆探技術;2011年01期

2 殷有泉;陳朝偉;李平恩;;套管-水泥環(huán)-地層應力分布的理論解[J];力學學報;2006年06期

3 殷有泉;蔡永恩;陳朝偉;劉繼生;;非均勻地應力場中套管載荷的理論解[J];石油學報;2006年04期

4 左孔天,陳立平,張云清,王書亭;用拓撲優(yōu)化方法進行熱傳導散熱體的結構優(yōu)化設計[J];機械工程學報;2005年04期

5 殷有泉,李志明,張廣清,張杏超;蠕變地層套管載荷分析研究[J];巖石力學與工程學報;2004年14期

6 顧元憲,劉濤,亢戰(zhàn),趙國忠;熱結構瞬態(tài)響應的耦合靈敏度分析方法與優(yōu)化設計[J];力學學報;2004年01期

7 李軍,陳勉,金衍,張廣清;定向井井壁穩(wěn)定性三維有限元分析模型[J];石油鉆探技術;2003年05期

8 陳飚松,林巍,顧元憲;熱傳導問題靈敏度分析的伴隨法[J];計算力學學報;2003年04期

9 孫寶元,楊貴玉,李震;拓撲優(yōu)化方法及其在微型柔性結構設計中的應用[J];納米技術與精密工程;2003年01期

10 覃成錦,高德利,徐秉業(yè);含磨損缺陷套管抗擠強度的數(shù)值分析[J];工程力學;2001年02期

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2 曾德智;林元華;李雙貴;施太和;;非均勻地應力下水泥環(huán)界面應力分布規(guī)律研究[J];石油鉆探技術;2007年01期

3 張建忠;張志全;于洋洋;魏勇;張軍杰;榮杰;段錚;;非均勻地應力下套管水泥環(huán)受力研究[J];斷塊油氣田;2007年02期

4 陳朝偉;殷有泉;;水泥環(huán)對套管載荷影響的理論研究[J];石油學報;2007年03期

5 李雙貴;曾德智;林元華;易浩;劉曉平;;水泥環(huán)對套管外載的影響規(guī)律研究[J];西部探礦工程;2007年11期

6 王耀鋒;李軍強;楊小輝;王水航;高曉剛;;水泥環(huán)彈性模量和泊松比與地層性質(zhì)匹配關系研究[J];石油鉆探技術;2008年06期

7 周兵;姚曉;華蘇東;;套管試壓對水泥環(huán)完整性的影響[J];鉆井液與完井液;2009年01期

8 賈春雨;代曉宇;;橢圓水泥環(huán)厚度和彈性模量對套管受力的影響分析[J];佳木斯大學學報(自然科學版);2009年02期

9 趙鵬;趙志寶;劉樂華;;水泥環(huán)缺失對套管損壞的影響分析[J];油氣田地面工程;2009年10期

10 沈曉濱;;動載荷條件下水泥環(huán)損傷原因分析[J];重慶科技學院學報(自然科學版);2010年05期

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1 潘沈潔;王曉;呂兆遠;;均勻地應力下水泥環(huán)對鋼套管的影響[A];北京力學會第18屆學術年會論文集[C];2012年

2 鄭友志;郭小陽;梁濤;李早元;張智勇;;混合材水泥石微觀結構對其聲學特性的影響[A];第六屆中國功能材料及其應用學術會議論文集（10）[C];2007年

3 徐平;李小春;王小明;方志明;;平面SH波作用下套管-水泥環(huán)的動力響應[A];第十二次全國巖石力學與工程學術大會會議論文摘要集[C];2012年

4 車小花;李俊;喬文孝;;固井水泥環(huán)周向不均勻性對套管井中偶極源聲場的影響[A];2008年全國聲學學術會議論文集[C];2008年

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1 思源;四大戰(zhàn)略提升水泥環(huán)保產(chǎn)業(yè)[N];中國高新技術產(chǎn)業(yè)導報;2004年

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4 吳彥先;高壓氣井中環(huán)空帶壓機理的研究[D];中國石油大學(華東);2014年

5 徐華翔;頁巖氣層固井水泥石力學性能有限元模擬研究[D];中國石油大學(華東);2014年

6 孫佳;油井開采階段水泥環(huán)密封性失效機理研究[D];中國石油大學(華東);2014年

7 陳思宇;套管內(nèi)載荷作用下水泥環(huán)力學性能分析[D];東北石油大學;2016年

8 李楊;二氧化碳地質(zhì)存儲過程中井筒完整性研究[D];東北石油大學;2016年

9 張凱;高壓氣井水泥環(huán)力學損傷機理及材料改性試驗研究[D];西南石油大學;2016年

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本文編號：1455254