本文關(guān)鍵詞：高產(chǎn)氣井完井管柱流固耦合振動分析及安全性評價　出處：《西安石油大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：完井管柱是連接地層與地面的重要通道,高產(chǎn)氣井生產(chǎn)過程中由于高速流體流經(jīng)管柱,誘發(fā)管柱振動,管柱振動又會影響氣體流態(tài)變化,形成流固耦合振動。振動會造成管柱的疲勞破壞,降低接箍螺紋密封性能,加劇管柱磨損,所以研究完井管柱的流固耦合振動對確保油氣田安全生產(chǎn)具有重要意義,本論文以完井管柱為研究對象主要進行以下幾方面工作。首先分析了完井管柱振動的產(chǎn)生原因及影響因素,并建立了高產(chǎn)氣井完井管柱內(nèi)溫度、壓力和氣體密度、流速的計算模型。其次,利用流體的運動方程、連續(xù)性方程和固體的振動方程、本構(gòu)方程推導(dǎo)了完井管柱流固耦合振動方程,采用特征線法對所建立的方程組解耦,并通過空間插值法進行離散求解�？紤]開關(guān)井對完井管柱振動的影響,以緊急關(guān)井和正常關(guān)井工況為例,對完井管柱流固耦合振動情況進行分析討論。再次,利用有限元軟件模擬井下工況,對完井管柱進行了模態(tài)分析,并討論了不同壓力、溫度和軸向力對管柱固有頻率的影響。結(jié)果表明:完井管柱的固有頻率,隨著軸向力的增加而增加,隨著內(nèi)壓的增加而減小,溫度對完井管柱的固有頻率基本沒有影響。并對有流體充滿的管柱進行模態(tài)分析,發(fā)現(xiàn)流固耦合作用會減小完井管柱的固有頻率。最后討論了完井管柱的變形機理和失效形式,從管柱設(shè)計和現(xiàn)場施工工藝等方面,為油田的安全生產(chǎn)提出合理建議。
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE925.3

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本文編號：1333844