本文選題：套管螺紋牙 + 水泥環(huán)缺陷��； 參考：《西南石油大學》2017年碩士論文

【摘要】：套管接頭附近的水泥環(huán)缺陷會直接影響到螺紋牙的受力情況,并且往往會導致螺紋牙出現(xiàn)應力集中現(xiàn)象,甚至引起套管損壞。目前國內(nèi)外針對套管接頭附近的水泥環(huán)缺陷對螺紋牙的承載能力影響研究還比較少,而且建立的"地層-水泥環(huán)-套管"平面耦合系統(tǒng)模型,考慮的因素不夠全面。本文基于彈性力學,首先將問題簡化為平面應變系統(tǒng),建立套管在水泥環(huán)完好,且受到均勻地應力作用時的等效應力計算模型;接著,考慮套管內(nèi)外螺紋牙的變形協(xié)調(diào)因素,建立三維套管在水泥環(huán)完好,且受到均勻地應力作用時螺紋牙的應力分布計算模型;在此基礎上,推廣水泥環(huán)含缺陷時三維螺紋牙應力分布計算方法;然后根據(jù)現(xiàn)場資料數(shù)據(jù),建立不同參數(shù)的水泥環(huán)缺陷模型;在忽略軸向載荷的情況下,利用有限元軟件對不同缺陷下的模型進行仿真模擬,得到相應的螺紋牙應力分布規(guī)律;然后探討不同類型的載荷與缺陷共同作用對套管的承載能力影響;最后單獨研究軸向載荷的影響情況,給出復雜工況下含水泥環(huán)缺陷的套管螺紋牙最大等效應力計算方法以及不同軸向載荷的影響程度系數(shù)。并得出以下主要結論:(1)論文第二章提出的理論方法適用于計算低軸向拉力的淺井或無軸向拉力的水平井段套管螺紋牙應力,含高軸向拉力時需采用修正后的公式計算。(2)螺紋牙的變形協(xié)調(diào)因子不會隨載荷大小而改變,只會隨模型幾何參數(shù)以及載荷的類型而發(fā)生改變。(3)軸向拉力不會改變?nèi)毕輰μ坠苈菁y牙承載能力的影響規(guī)律,只會按一定比例增強缺陷的影響力。(4)處于第一界面的缺陷對套管螺紋牙的最大等效應力影響總是不同程度的較第二界面的缺陷大;套管偏心會加劇缺陷的影響效果。
[Abstract]:The cement ring defect near the sleeve joint will directly affect the stress of the thread tooth and will often lead to the stress concentration phenomenon of the thread tooth and even the casing damage. At present, there is little research on the influence of cement ring defect near casing joints on the bearing capacity of thread teeth, and the factors considered in the plane coupling system model of "stratum cement sheath and casing" are not comprehensive enough. In this paper, based on elasticity, the problem is simplified as a plane strain system, and the equivalent stress calculation model of casing is established when the cement sheath is intact and subjected to uniform in-situ stress. The stress distribution calculation model of the thread teeth is established when the cement casing is intact and subjected to uniform in-situ stress. On this basis, the calculation method of the stress distribution of the 3D thread teeth with defects in the cement sheath is extended, and then, according to the field data, the calculation method of the stress distribution of the three dimensional thread teeth is extended. The defect model of cement ring with different parameters is established, and the stress distribution law of thread tooth is obtained by using finite element software to simulate the model under different defects, while ignoring the axial load. Then the influence of different types of load and defect on the bearing capacity of casing is discussed. Finally, the influence of axial load on casing load is studied separately. The calculation method of maximum equivalent stress of casing thread teeth with cement ring defects under complex working conditions and the influence coefficient of different axial loads are given. The main conclusions are as follows: (1) the theoretical method proposed in Chapter 2 of the paper is applicable to the calculation of casing thread stress in shallow wells with low axial tension or in horizontal wells without axial tension. In the case of high axial tension, the modified formula is used to calculate the deformation coordination factor of the thread teeth, which will not change with the size of the load. The axial tension will only change with the geometric parameters of the model and the type of load.) the axial tension will not change the influence of defects on the bearing capacity of the casing thread. The effect of the defect at the first interface on the maximum equivalent stress of the casing thread is always greater than that of the second interface, and the influence of the casing eccentricity will aggravate the effect of the defect.
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE931.2

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本文編號：1878756