【摘要】：近年來油氣生產和作業(yè)難度不斷增加,特別是非常規(guī)油氣井大量開發(fā),連續(xù)油管作業(yè)技術得到廣泛應用。連續(xù)油管在工作過程中要經受反復彎曲拉直變形、高內外壓作業(yè)、以及下入過程載荷的綜合作用,容易導致塑性變形、強度失效和是否能安全下入等問題。因此研究連續(xù)油管的下入載荷(大鉤載荷、摩阻、扭矩)及對連續(xù)油管進行安全性分析,對指導連續(xù)油管的生產作業(yè)具有重要的意義。鑒于此,本文針對連續(xù)油管下入載荷及安全性問題,開展了以下幾方面的工作:(1)本文采用五點平滑濾波法剔除不合理的實測數(shù)據(jù),從而保留有效數(shù)據(jù),使擬合的曲線更加光滑連續(xù),然后借助樣條插值函數(shù)對有效離散數(shù)據(jù)進行任意插值,從而確定井眼軸線空間坐標,進而利用擬合程序繪制出三維井眼軌跡。(2)本文基于有限單元法理論和局部坐標系下的空間梁單元模型,通過局部坐標與整體坐標轉換關系,得到了連續(xù)油管整體平衡方程。然后通過借助間隙單元概念來補充連續(xù)油管與井壁之間的接觸約束條件,從而避免了總剛度矩陣出現(xiàn)奇異陣的問題。另外編制了下入載荷計算軟件,通過軟件可以高效計算大鉤載荷、摩阻力、扭矩等。算例表明:大鉤載荷在垂直井段數(shù)據(jù)吻合度高,造斜點以后存在誤差;在空間彎曲井段會產生較大扭矩載荷;連續(xù)油管下入水平井段時大鉤載荷存在最大值,隨著水平井段摩阻的增大,大鉤載荷減少。算例工況下的最大理論鉤載為68t、實測最大鉤載為70t,最大鉤載相對誤差的絕對值為2.8%,說明理論分析方法合理、正確,該軟件預測的下入載荷得到了現(xiàn)場工程技術人員的認可。通過Matlab gui編寫的可視化界面,簡化了井眼軌跡擬合和下入載荷計算的操作步驟。(3)本文從連續(xù)油管的最小彎曲半徑、屈服內外壓和疲勞壽命三方面,對連續(xù)油管進行安全性分析。實例計算表明:連續(xù)油管的壁厚、外徑、橢圓度、內壓、滾筒半徑、導向拱半徑等因素對連續(xù)油管安全性影響最大。
【學位授予單位】：中國石油大學(華東)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TE931.2

【參考文獻】

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本文編號：2556580