【摘要】：頁(yè)巖油氣的開采需要進(jìn)行大規(guī)模的壓裂,這樣高強(qiáng)度的施工會(huì)對(duì)套管造成嚴(yán)重的損壞。因此分析頁(yè)巖水平井水平段套管的受力及應(yīng)力分布情況,對(duì)于預(yù)防套管損壞有十分重要的實(shí)際意義。本文基于數(shù)值模擬方法結(jié)合套管受力情況,進(jìn)行了以下內(nèi)容的研究:(1)分別計(jì)算垂直段和水平段套管在下入過(guò)程的摩擦力和軸向力,并基于軟桿模型和剛桿模型計(jì)算彎曲段套管在下入過(guò)程的摩擦力和軸向力。結(jié)果表明:套管的軸向載荷隨著井深的增加而減小;隨著井深的增加,摩擦阻力在造斜段之前可很小,造斜段之后,摩擦阻力逐漸增大。(2)應(yīng)用ABAQUS有限元模擬軟件,模擬在壓裂過(guò)程中某些因素對(duì)套管應(yīng)力的分布的影響。結(jié)果表明:隨著溫差的升高,最大溫度應(yīng)力幾乎呈線性增加,地層溫度每變化1 ~oC,作用在套管上的應(yīng)力改變2Mpa;在不均勻載荷下,套管所受的最大等效應(yīng)力明顯增大,并且套管的徑向應(yīng)力分布不均勻。(3)應(yīng)用ABAQUS有限元軟件,模擬分析溫度和不均勻載荷耦合因素對(duì)套管應(yīng)力分布的影響規(guī)律。結(jié)果表明:溫度和不均勻載荷耦合模型套管的應(yīng)力分布差異較大。套管呈現(xiàn)兩截面端受力小,中間段受力大的特點(diǎn),并且中間段套管的徑向截面受力不均勻,因?yàn)閼?yīng)力的不均勻分布,導(dǎo)致套管發(fā)生了橢圓變形。(4)在考慮實(shí)際套管內(nèi)壓、溫度和不均勻載荷作用下,分析套管應(yīng)力分布規(guī)律。研究表明:整個(gè)套管總體受力較大,相位角相差90度的兩個(gè)軸向平面應(yīng)力值差異很大,使套管發(fā)生橢圓變形。
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TE931.2;TE243
【圖文】：

第二章 套管損壞的影響因素和形態(tài)分析會(huì)發(fā)生損壞，是因?yàn)槭┘釉谔坠苌系牧Υ笥谔坠鼙旧沓惺芡饬Φ淖畲笳邠p壞。后期開采過(guò)程的壓裂作用，使得套管外載發(fā)生極大的變化，可能性。對(duì)于頁(yè)巖井，套管損壞的情況發(fā)生同樣制約著資源的開發(fā)，套管損壞的原因和套管損壞的形態(tài)，以便確定套管的軸向受力和徑向分析套管的應(yīng)力分布情況。管損壞的地質(zhì)因素分析周圍巖應(yīng)力對(duì)套管損壞的影響井作業(yè)前，地下巖石在原位地應(yīng)力的作用下保持平衡，鉆井時(shí)會(huì)打破施工井附近的應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生變化[33]，地層應(yīng)力經(jīng)水泥石環(huán)作用于套管外平衡系統(tǒng)。由于鉆井而使地層裸露的區(qū)域其支撐流體壓力的大小在一定力高于井周圍巖的強(qiáng)度極限時(shí)，這部分的巖石在流體壓力的作用下會(huì)重時(shí)甚至?xí)䦟?dǎo)致地層坍塌。井周地應(yīng)力大小及其分布和地層巖石的性力的主要原因，圖 2-1 是井壁應(yīng)力狀態(tài)圖。

會(huì)對(duì)套管孔眼形成撕裂作用。套管損壞形態(tài)分析根據(jù)損壞程度的不同，套損可以分為兩種：嚴(yán)重?fù)p壞和輕微損壞。嚴(yán)重?fù)p壞是曲、錯(cuò)斷等損壞形式，這可能直接導(dǎo)致井的停產(chǎn)。輕微損壞是套管的局部區(qū)域；對(duì)于不同的井，影響因素的差異會(huì)造成套管損壞的形態(tài)也存在差異。套管損裂、變形、錯(cuò)斷等幾種基本類型。通過(guò)調(diào)研文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)套管的損壞類型，得到以，如圖 2-2 所示：

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2 胡克讓;馬連升;;水電站鋼管套管接頭的設(shè)計(jì)和試制[J];水電站設(shè)計(jì);1987年01期

3 王振武,陳人堯;擠壓式卡套管接頭[J];液壓與氣動(dòng);1988年03期

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本文編號(hào)：2723295