發(fā)布時間：2017-06-10 19:23

  本文關(guān)鍵詞：腐蝕與力學共同作用下儲氣庫管柱疲勞壽命預測，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著國內(nèi)天然氣供需日益矛盾,枯竭油氣藏儲氣庫被廣泛運用于天然氣的儲存,然而在運營過程中,各種安全風險時常發(fā)生,其中尤為注采井相對風險最高。儲氣庫注采井,井下環(huán)境復雜,管柱將受腐蝕性氣體與交變載荷的共同作用,相互促進,從而大大降低了管柱壽命。目前,枯竭油氣藏儲氣庫腐蝕規(guī)律尚不明確,且未考慮到腐蝕與力學相互促進對管柱壽命的影響,預測管柱服役壽命。因此,注采井的監(jiān)測、防腐、氣井壽命預測已成為必須提前研究的課題。本文主要是以W儲氣庫為研究背景,研究儲氣庫管柱的腐蝕規(guī)律,分析管柱受力情況,結(jié)合腐蝕速率與受力,建立管柱疲勞壽命預測模型,預測儲氣庫服役壽命。主要結(jié)論如下:(1)管柱腐蝕以電化學腐蝕和沖刷腐蝕為主。電化學腐蝕是由CO2和H2O引起,腐蝕部位在1900m以上,腐蝕形態(tài)為均勻腐蝕和小孔腐蝕。沖蝕發(fā)生在采氣期和注氣期,安全閥和滑套最先發(fā)生沖蝕,采氣期井口壓力為5MPa時,氣量超過29.0×104m3/d會出現(xiàn)沖蝕,注氣期井口壓力為20MPa時,氣量超過70.22×104m3/d會出現(xiàn)沖蝕。(2)根據(jù)現(xiàn)場腐蝕掛片監(jiān)測情況,結(jié)果表明:第一、二階段儲13井和儲8井三種材質(zhì)在氣相中的腐蝕速度均小于0.25mm/a,屬于輕度腐蝕,且第2期監(jiān)測的腐蝕速率較第1期成數(shù)十倍增加;第一階段屬于注氣期,第二階段注、采氣期均有,腐蝕主要在采氣期。(3)將內(nèi)壓力、外擠力的波動轉(zhuǎn)化為軸向力,計算儲氣庫管柱軸向力。并給出套管在組合載荷作用下管體強度計算公式,結(jié)合組合載荷與腐蝕速率,推出管柱腐蝕壽命預測公式,計算出管柱抗擠壽命為10.57年,抗拉壽命為6.21年。(4)依據(jù)管螺紋校核公式建立腐蝕與力學共同作用下儲氣庫管柱疲勞壽命預測公式,計算出儲氣庫管柱服役壽命為36年。在此基礎(chǔ)上,提出延長儲氣庫管柱壽命的措施。
【關(guān)鍵詞】：儲氣庫管柱 腐蝕 力學 共同作用 疲勞壽命
【學位授予單位】：重慶科技學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE972
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 1 緒論11-16
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 井下管柱腐蝕研究12
• 1.2.2 管柱力學研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 管柱剩余強度與壽命預測13-14
• 1.3 研究內(nèi)容14
• 1.4 研究思路及技術(shù)路線14-15
• 1.4.1 研究思路14
• 1.4.2 技術(shù)路線14-15
• 1.5 創(chuàng)新點15-16
• 2 儲氣庫管柱腐蝕規(guī)律分析16-33
• 2.1 項目背景16-17
• 2.2 原氣田腐蝕情況調(diào)研17
• 2.3 管柱腐蝕類型17-19
• 2.4 儲氣庫管柱腐蝕環(huán)境分析19-21
• 2.5 儲氣庫管柱腐蝕位置及形態(tài)21-31
• 2.5.1 Pipesim軟件介紹21-22
• 2.5.2 電化學腐蝕分析22-27
• 2.5.3 儲氣庫管柱沖蝕分析27-31
• 2.5.3.1 注氣沖蝕分析28-30
• 2.5.3.2 采氣沖蝕分析30-31
• 2.6 本章小結(jié)31-33
• 3 儲氣庫管柱監(jiān)測技術(shù)適應性分析33-52
• 3.1 腐蝕監(jiān)測技術(shù)優(yōu)選33-34
• 3.2 W儲氣庫腐蝕監(jiān)測評價34-35
• 3.3 現(xiàn)場腐蝕監(jiān)測設(shè)計35-38
• 3.3.1 儲氣庫管柱防腐掛片材質(zhì)優(yōu)選35-36
• 3.3.2 儲氣庫管柱防腐設(shè)備安裝位置36-37
• 3.3.3 腐蝕監(jiān)測方案37-38
• 3.4 監(jiān)測結(jié)果分析38-50
• 3.4.1 第一階段監(jiān)測結(jié)果分析38-44
• 3.4.2 第二階段監(jiān)測結(jié)果分析44-48
• 3.4.3 監(jiān)測結(jié)果對比分析48-50
• 3.5 本章小結(jié)50-52
• 4 儲氣庫管柱受力分析及強度計算52-66
• 4.1 儲氣庫管柱基本效應52-56
• 4.1.1 活塞效應52-53
• 4.1.2 鼓脹效應53-54
• 4.1.3 螺旋彎曲效應54-55
• 4.1.4 溫度效應55-56
• 4.2 注采氣工況下管柱載荷分析56-59
• 4.2.1 軸向力計算56-57
• 4.2.2 外擠力計算57-58
• 4.2.3 內(nèi)壓力計算58-59
• 4.3 三軸應力作用下儲氣庫管柱強度計算59-62
• 4.3.1 抗內(nèi)壓強度計算59
• 4.3.2 抗拉強度計算59-60
• 4.3.3 抗擠強度計算60-62
• 4.4 腐蝕與力學條件下儲氣庫管柱腐蝕壽命預測62-65
• 4.4.1 管柱腐蝕壽命預測模型62-64
• 4.4.2 實例分析64-65
• 4.5 本章小結(jié)65-66
• 5 腐蝕與力學共同作用下儲氣庫管柱疲勞壽命預測66-76
• 5.1 疲勞定義及分類66-67
• 5.1.1 疲勞定義66
• 5.1.2 疲勞分類66-67
• 5.2 腐蝕疲勞67-69
• 5.2.1 腐蝕疲勞概述67
• 5.2.2 管柱腐蝕疲勞機理67-68
• 5.2.3 管柱腐蝕疲勞影響因素68-69
• 5.3 管柱疲勞壽命預測模型69-73
• 5.3.1 儲氣庫管螺紋69-71
• 5.3.2 管螺紋強度校核71-72
• 5.3.2.1 剪切強度71-72
• 5.3.2.2 彎曲強度72
• 5.3.3 疲勞壽命預測模型的建立72-73
• 5.4 模型驗證73-74
• 5.5 延長管柱疲勞壽命的措施74-75
• 5.6 本章小結(jié)75-76
• 6 結(jié)論與展望76-78
• 6.1 結(jié)論76
• 6.2 展望76-78
• 參考文獻78-81
• 致謝81-82
• 攻讀碩士學位期間取得的科研成果82

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本文編號：439657