隨著塔里木、長慶、四川等地大型氣田的勘探與開發(fā),我國的天然氣產(chǎn)量得到了極大的提高。但產(chǎn)量的提高也帶來了新的生產(chǎn)問題,高速的天然氣對油管柱的沖擊作用所造成的油管柱振動已不能被忽視,不少高產(chǎn)氣井由于天然氣誘發(fā)油管柱振動進(jìn)而造成油管柱先期疲勞破壞,對正常生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的影響。傳統(tǒng)的油管柱靜力學(xué)分析已無法解決這一難題,因此高產(chǎn)氣井油管柱振動力學(xué)特性研究具有重要意義。本文考慮了高產(chǎn)氣井油管柱內(nèi)天然氣溫度與壓力的相互影響,建立了高產(chǎn)氣井油管柱內(nèi)天然氣溫度與壓力的計(jì)算模型,研究了不同產(chǎn)量下的天然氣沿油管柱內(nèi)流動的溫度、壓力、流速及密度分布規(guī)律。建立了油管柱接箍附近流場分析的有限元模型,考慮接箍長度、產(chǎn)量變化等因素的影響,具體分析了天然氣在接箍附近的壓力、速度、湍動能分布等。采用彈性力學(xué)理論及有限元方法,建立了全井油管振動模型。采用模態(tài)分析方法,考慮了封隔器的影響,計(jì)算了油管柱縱向振動前10階固有頻率并提取了前4階的模態(tài)及振型。采用諧響應(yīng)分析方法,考慮了封隔器的影響,分析了油管柱在前4階固有頻率范圍內(nèi)的縱向共振性。采用瞬態(tài)動力響應(yīng)分析方法,考慮了產(chǎn)量一定與產(chǎn)量波動兩種工況對油管柱振動的影響,分析了油管... 

【文章來源】：西南石油大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 問題的提出
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 管道振動力學(xué)研究起源
        1.2.2 井下石油管柱力學(xué)研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容及研究思路
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 研究思路
第2章 高產(chǎn)氣井油管柱內(nèi)流場模擬與分析
    2.1 天然氣在油管柱內(nèi)流動的溫度與壓力計(jì)算
        2.1.1 天然氣在油管柱內(nèi)流動的溫度計(jì)算
        2.1.2 天然氣在油管柱內(nèi)流動的壓力計(jì)算
        2.1.3 天然氣的其他物性參數(shù)計(jì)算
        2.1.4 溫度-壓力耦合計(jì)算
        2.1.5 實(shí)例計(jì)算
    2.2 天然氣在油管柱內(nèi)流場分析
        2.2.1 天然氣流體動力學(xué)基本方程
        2.2.2 天然氣振蕩流體動力學(xué)基本方程
        2.2.3 天然氣在油管柱內(nèi)流動的局部流場分析
    2.3 本章小結(jié)
第3章 高產(chǎn)氣井油管柱振動力學(xué)模型
    3.1 基本假設(shè)
    3.2 油管柱振動系統(tǒng)動力學(xué)模型的建立
        3.2.1 拉格朗日方程
        3.2.2 質(zhì)量矩陣、剛度矩陣和阻尼矩陣的建立
    3.3 模型求解
        3.3.1 模態(tài)分析法
        3.3.2 直接積分法
    3.4 本章小結(jié)
第4章 高產(chǎn)氣井油管柱振動模態(tài)及諧響應(yīng)分析
    4.1 基本參數(shù)
    4.2 油管柱振動模態(tài)分析
    4.3 油管柱振動諧響應(yīng)分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 高產(chǎn)氣井油管柱振動瞬態(tài)動力響應(yīng)分析
    5.1 基本參數(shù)
    5.2 產(chǎn)量一定時油管柱振動瞬態(tài)動力響應(yīng)分析
        5.2.1 初始條件及動載荷施加
        5.2.2 瞬態(tài)動力響應(yīng)與分析
    5.3 產(chǎn)量波動時油管柱振動瞬態(tài)動力響應(yīng)分析
        5.3.1 初始條件及動載荷施加
        5.3.2 瞬態(tài)動力響應(yīng)與分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與建議
    6.1 結(jié)論
    6.2 建議
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果
    發(fā)表的專利及軟件著作



本文編號：3157242