發(fā)布時(shí)間：2018-03-20 08:04

  本文選題：射孔管柱　切入點(diǎn)：動(dòng)力響應(yīng)　出處：《西安石油大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：射孔作業(yè)過(guò)程中,射孔彈爆炸后會(huì)產(chǎn)生巨大的沖擊載荷,引起井下管柱及工具劇烈振動(dòng),嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致管柱彎曲斷裂、封隔器損壞及脹槍卡槍等事故,降低射孔作業(yè)安全性。因此,為了減少射孔作業(yè)事故的發(fā)生,本文針對(duì)射孔沖擊載荷作用下管柱動(dòng)力響應(yīng)問(wèn)題進(jìn)行研究。不考慮射孔液的影響,分別針對(duì)軸向、橫向及扭轉(zhuǎn)沖擊載荷作用下,應(yīng)用振動(dòng)力學(xué)懸臂梁理論,建立射孔段管柱動(dòng)力學(xué)模型,導(dǎo)出管柱一維振動(dòng)微分方程;應(yīng)用ANSYS軟件建立射孔段管柱三維有限元模型,分別得到軸向、橫向及扭轉(zhuǎn)載荷分量下管柱瞬態(tài)響應(yīng)規(guī)律�？紤]射孔液的影響,應(yīng)用FLUENT軟件建立射孔液流體動(dòng)力學(xué)模型,分析沖擊載荷下射孔液的壓力脈動(dòng)規(guī)律;將射孔液脈動(dòng)壓力作為外載荷,分析射孔液對(duì)管柱動(dòng)力響應(yīng)的影響。綜合考慮爆炸沖擊載荷及射孔液壓力脈動(dòng)的作用,建立射孔液及管柱耦合模型,得到射孔段管柱位移、速度、加速度及等效應(yīng)力響應(yīng)規(guī)律。應(yīng)用有限元法對(duì)射孔段管柱進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力響應(yīng)分析,分別得到了管柱位移、速度、加速度及等效應(yīng)力響應(yīng)曲面。管柱位移、速度、加速度及等效應(yīng)力響應(yīng)均隨時(shí)間周期性變化,且越靠近封隔器處,響應(yīng)幅值越小,表明距離射孔沖擊爆炸源越遠(yuǎn),射孔沖擊波衰減越大。沿管柱軸線(xiàn)方向,從管柱底端到封隔器處端面,位移、速度、加速度逐漸減小,最大等效應(yīng)力逐漸增大;由于管柱上端受到封隔器的約束作用,存在應(yīng)力集中現(xiàn)象,等效應(yīng)力由管柱內(nèi)壁到外壁逐漸增加。同時(shí),應(yīng)用控制變量法,分析了管柱長(zhǎng)度、外徑及壁厚等因素對(duì)射孔段管柱動(dòng)力響應(yīng)的影響。隨著管長(zhǎng)、外徑及壁厚的增加,沖擊載荷下管柱動(dòng)力響應(yīng)幅值減小,建議優(yōu)先選擇管長(zhǎng)、外徑及壁厚均較大的管柱。本文可為沖擊載荷作用下管柱組合優(yōu)選及強(qiáng)度安全性分析提供依據(jù)。
[Abstract]:In the process of perforation, the explosion of perforating projectile will produce huge impact load, which will cause severe vibration of downhole string and tools, and will lead to bending fracture of string, damage of Packer and expansion of gun, etc. Therefore, in order to reduce the occurrence of perforation accidents, the dynamic response of pipe string under perforation impact load is studied in this paper. Under transverse and torsional impact loads, the dynamic model of perforated pipe string is established by using the theory of vibration dynamic cantilever beam, and the differential equation of one-dimensional vibration of perforated pipe string is derived, and the three-dimensional finite element model of perforated pipe string is established by using ANSYS software. The transient response of string under axial, transverse and torsional loads is obtained. Considering the influence of perforating fluid, the fluid dynamics model of perforating fluid is established by using FLUENT software, and the pressure fluctuation of perforating fluid under impact load is analyzed. Taking the pulsating pressure of perforating fluid as external load, the influence of perforating fluid on the dynamic response of pipe string is analyzed. Considering the effect of explosion shock load and perforating hydraulic force pulsation, a coupling model of perforating fluid and string is established, and the displacement of perforated pipe string is obtained. The response law of velocity, acceleration and equivalent stress. The transient dynamic response of perforated pipe string is analyzed by finite element method, and the displacement, velocity, acceleration and equivalent stress response surface of pipe string are obtained, respectively. Both acceleration and equivalent stress response change periodically with time, and the smaller the response amplitude is, the closer the response amplitude is to the Packer, which indicates that the farther away from the perforating shock source, the greater the attenuation of perforated shock wave. From the bottom end of the string to the end of the Packer, the displacement, velocity and acceleration gradually decrease, and the maximum equivalent stress increases gradually, because the upper end of the string is restrained by the Packer, there is a phenomenon of stress concentration. The equivalent stress increases gradually from the inner wall of the string to the outer wall. At the same time, the effects of the length, diameter and thickness of the string on the dynamic response of the perforated pipe are analyzed by using the control variable method. With the increase of the pipe length, the outside diameter and the wall thickness, As the amplitude of dynamic response of string decreases under impact load, it is suggested that priority should be given to the string with long pipe length and larger outer diameter and wall thickness. This paper provides a basis for the optimization of string combination and the analysis of strength safety under impact load.
【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】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TE257.1

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 朱光華;李新霞;李?lèi)?ài)軍;;常規(guī)分注管柱的改進(jìn)與應(yīng)用[J];內(nèi)蒙古石油化工;2010年24期

2 ;使用風(fēng)動(dòng)裝藥管柱[J];探礦工程;1966年06期

3 鄭永剛;;管柱在井內(nèi)彎曲失穩(wěn)的研究[J];鉆采工藝;1992年01期

4 高德利,劉鳳梧,徐秉業(yè);油氣井管柱的屈曲行為研究[J];自然科學(xué)進(jìn)展;2001年09期

5 魏大農(nóng),周志宏;垂直井眼中管柱屈曲精確解的應(yīng)用[J];油氣井測(cè)試;2005年01期

6 車(chē)海燕;;高效防氣防砂一體化管柱的研制與應(yīng)用[J];內(nèi)蒙古石油化工;2007年05期

7 杜現(xiàn)飛;王海文;王帥;劉俊霞;;深井作業(yè)管柱下入能力研究[J];燕山大學(xué)學(xué)報(bào);2008年02期

8 ;勝利油田用多功能管柱使長(zhǎng)關(guān)井恢復(fù)生產(chǎn)[J];石油鉆探技術(shù);2008年02期

9 趙智超;楊林;莊進(jìn)咸;;過(guò)泵傳壓卡水閉式采油一體化管柱的研究與應(yīng)用[J];內(nèi)江科技;2008年10期

10 ;一趟管柱分壓3層管柱[J];新疆石油科技;2008年03期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 何玉發(fā);劉清友;;深井注入管柱力學(xué)行為研究[A];中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)大會(huì)'2009論文摘要集[C];2009年

2 李本勇;陳曉蓉;郭海玲;;京滬高鐵南京南站厚壁高強(qiáng)鋼大型圓管柱制造技術(shù)[A];全國(guó)焊接工程創(chuàng)優(yōu)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)論文集[C];2011年

3 李建高;柳PI;;深孔水下掽管柱一次定位安堓技圫[A];第十一屆海峽兩岸隧道與地下工程學(xué)術(shù)與技術(shù)研討會(huì)論文集（C卷）[C];2012年

4 徐貴東;于鑫;范錫彥;周元岐;婁京偉;水素連;齊德山;吳建朝;;機(jī)械法找竄管柱研究[A];中國(guó)石油石化工程技術(shù)和物裝手冊(cè)（第一分冊(cè)）[C];2003年

5 楊志濤;何祖清;劉斌;何玉發(fā);黃云;;管柱入井時(shí)管內(nèi)液體引起水擊現(xiàn)象力學(xué)模型[A];2007年石油裝備學(xué)術(shù)研討會(huì)論文專(zhuān)輯[C];2007年

6 肖國(guó)華;;不動(dòng)管柱分層酸化壓裂工藝管柱研究[A];湖北省石油學(xué)會(huì)第十一次優(yōu)秀學(xué)術(shù)論文評(píng)選會(huì)論文集[C];2004年

7 李子豐;李敬元;;油氣井桿管柱力學(xué)研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向[A];中國(guó)石油石化工程技術(shù)和物裝手冊(cè)（第一分冊(cè)）[C];2003年

8 孫寶福;;注水ERW管柱蠕動(dòng)分析[A];中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)海洋鋼結(jié)構(gòu)分會(huì)2010年學(xué)術(shù)會(huì)議暨第六屆理事會(huì)第三次會(huì)議論文集[C];2010年

9 梁博羽;曾萍;陳小剛;談泊;于淑珍;李彥彬;盧文偉;曹毅;;綜合一體化速度管柱選井技術(shù)在蘇里格氣田的應(yīng)用[A];低碳經(jīng)濟(jì)促進(jìn)石化產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新與發(fā)展——第九屆寧夏青年科學(xué)家論壇石化專(zhuān)題論壇論文集[C];2013年

10 賈偉朋;范鵬濤;汪鵬;;安徽國(guó)際金融貿(mào)易中心超高層鋼結(jié)構(gòu)圓管柱施工技術(shù)[A];大型復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)建筑工程施工新技術(shù)與應(yīng)用論文集[C];2012年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 蔣海軍　龍秋蓮;“生產(chǎn)與措施管柱優(yōu)化”現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果好[N];中國(guó)石化報(bào);2008年

2 記者 陳青 通訊員 楊宏智 張曉峰;寶雞鋼管連續(xù)速度管柱質(zhì)量頂呱呱[N];中國(guó)石油報(bào);2013年

3 紀(jì)青海 孫繼志;勝利油田研制成功新井投產(chǎn)防污裝置[N];中國(guó)石化報(bào);2006年

4 通訊員 琚星 張玉震;大慶采油四廠(chǎng)解決注水井管柱組配難題[N];中國(guó)石油報(bào);2010年

5 通訊員 鄒莉娜　劉湘;可使油井投產(chǎn)周期縮短一半[N];大慶日?qǐng)?bào);2011年

6 記者陳青 特約記者馬靜;國(guó)產(chǎn)CT70鋼級(jí)速度管柱下井成功[N];中國(guó)石油報(bào);2010年

7 特約記者 林勇;勝利油田“分層擠壓充填防砂管柱”填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白[N];東營(yíng)日?qǐng)?bào);2011年

8 鄭水平 羅恩勇;機(jī)械找堵水一次管柱技術(shù)[N];中國(guó)石油報(bào);2006年

9 通訊員 陳德華;大港成功研制提拉脫卡器[N];中國(guó)石油報(bào);2001年

10 李明君 吳航;一次管柱多層壓裂技術(shù)效益顯著[N];中國(guó)石油報(bào);2003年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 甘立飛;直井和曲井內(nèi)管柱非線(xiàn)性穩(wěn)定性分析[D];南京航空航天大學(xué);2008年

2 劉鳳梧;受圓管約束管柱的后屈曲行為研究[D];清華大學(xué);1999年

3 智勤功;蒸汽吞吐井長(zhǎng)效防砂管柱設(shè)計(jì)及相關(guān)工藝研究[D];中國(guó)石油大學(xué)（華東）;2013年

4 戴江;壓裂排液求產(chǎn)一體化關(guān)鍵技術(shù)及理論研究[D];燕山大學(xué);2008年

5 朱秀星;復(fù)雜環(huán)境井筒動(dòng)力學(xué)關(guān)鍵問(wèn)題研究[D];中國(guó)石油大學(xué)（華東）;2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 趙樹(shù)杰;稠油油藏分層注采管柱研究[D];東北石油大學(xué);2015年

2 蔡冰;低滲透分段壓裂完井主體管柱研究[D];東北石油大學(xué);2015年

3 杜寧軍;空冷凝汽器支架結(jié)構(gòu)管柱抗震性能研究[D];西安建筑科技大學(xué);2013年

4 苑珍東;基于鏈?zhǔn)窖h(huán)起升系統(tǒng)的油田小修作業(yè)自動(dòng)化裝置研究[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2014年

5 魏曉冬;熱采井插管密閉注采一體化管柱受力分析與熱損失研究[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2014年

6 孫恒;管柱圖繪制技術(shù)的研究與應(yīng)用[D];中國(guó)石油大學(xué)(華東);2014年

7 孫巧雷;管柱輸送裝置的設(shè)計(jì)與理論研究[D];長(zhǎng)江大學(xué);2016年

8 安超;垂直井管柱正弦和螺旋屈曲慢動(dòng)力法研究[D];東北石油大學(xué);2016年

9 張晶明;分層采油工藝管柱受力模擬分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];東北石油大學(xué);2016年

10 嚴(yán)靜;現(xiàn)澆混凝土輕質(zhì)管柱墻板非線(xiàn)性受力性能的分析研究[D];蘇州科技學(xué)院;2016年

，

本文編號(hào)：1638198