【摘要】：與傳統(tǒng)井下作業(yè)技術(shù)相比,連續(xù)管技術(shù)由于其作業(yè)效率高、經(jīng)濟(jì)實用、操作方便等優(yōu)點(diǎn),在井下作業(yè)領(lǐng)域成為近年來發(fā)展的熱點(diǎn)技術(shù)之一。然而由于連續(xù)管尺寸較小,柔度較大且延伸長度達(dá)幾千米遠(yuǎn),在井下容易產(chǎn)生屈曲行為,造成連續(xù)管與井壁之間的附加摩阻力增大,甚至“鎖死”在井內(nèi),故而限制了該技術(shù)的推廣應(yīng)用。本文通過深入分析影響連續(xù)管作業(yè)的各種因素,探討了井下管柱局部與整體力學(xué)行為以及提高連續(xù)管在水平井中延伸極限的技術(shù)手段,建立了一套連續(xù)管作業(yè)延伸極限的預(yù)測模型,可為連續(xù)管作業(yè)控制提供理論依據(jù)。以水平井段內(nèi)的受軸向壓力作用的連續(xù)管串作為研究對象,考慮連續(xù)管初始彎曲和彎曲油管的影響,綜合采用梁柱方程、屈曲微分方程及能量法,深入探討了帶有初始彎曲連續(xù)管的屈曲及后屈曲力學(xué)行為、連續(xù)管在屈曲油管內(nèi)的通過性及鉆磨作業(yè)中屈曲管柱的釋放效應(yīng)。針對傳統(tǒng)軸向力分析時忽略摩擦力和軸向力的耦合效應(yīng),采用小參數(shù)攝動法對屈曲微分方程進(jìn)行求解,得到考慮耦合效應(yīng)的軸向力分布表達(dá)式,并將考慮耦合效應(yīng)的結(jié)果與傳統(tǒng)結(jié)果對比分析,以揭示耦合效應(yīng)的影響。根據(jù)耦合效應(yīng)所得結(jié)果,建立了井下管柱整體受力模型,可分析二維及三維井眼內(nèi)的管柱整體軸向力傳遞情況。針對提高連續(xù)管作業(yè)延伸極限的水擊振蕩器,從水擊理論出發(fā),分析泵壓、流速等參數(shù)對振蕩器產(chǎn)生的軸向拉力及表觀摩阻系數(shù)的影響,并將該分析結(jié)果與連續(xù)管整體力學(xué)分析相結(jié)合,探討泵壓和流速對連續(xù)管全井段內(nèi)軸向力分布和注入頭載荷隨井深變化的影響規(guī)律等。將計算方法應(yīng)用于涪陵焦頁2-2HF井,定量分析了連續(xù)管在鉆磨橋塞作業(yè)中的延伸極限及其參數(shù)作用規(guī)律,可供現(xiàn)場參考。
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE37
【圖文】：

圖 1.1 連續(xù)管作業(yè)示意圖Fig. 1.1 Coiled tubing operation sketch研究現(xiàn)狀柱局部力學(xué)研究進(jìn)展管柱屈曲行為研究局部力學(xué)是指針對井下的某一段管柱，在井眼幾何約矩作用下的力學(xué)行為，包括變形曲線，臨界載荷，接中分析的主要影響因素有管柱屈曲，井眼幾何變化，動影響等。在本文中井下管柱局部力學(xué)問題主要?dú)w結(jié)管構(gòu)型和屈曲釋放等因素對管柱局部力學(xué)行為的影響究方法兩方面來介紹研究現(xiàn)狀。屈曲行為的研究到目前為止已超過大半個世紀(jì)。在石系統(tǒng)地研究了帶有封隔器管柱在垂直井眼內(nèi)的螺旋屈

研究路線圖

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2734178