發(fā)布時(shí)間：2017-07-06 04:09

  本文關(guān)鍵詞：洗井過程力學(xué)問題研究及卡瓦結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)錨定性能影響分析

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【摘要】：目前,大多數(shù)注水井都具有井深、大井斜角、高溫高壓等特點(diǎn),長(zhǎng)期在惡劣環(huán)境下工作易使管柱受力過大造成變形增大,導(dǎo)致洗井時(shí)管柱發(fā)生蠕動(dòng),影響封隔器分層效果以及管柱居中性能。針對(duì)上述問題,本文以大港油田分層注水項(xiàng)目為依托,對(duì)洗井過程中管柱力學(xué)狀態(tài)和卡瓦、扶正器的工作狀態(tài)及存在問題展開研究。為正確分析洗井過程中管柱力學(xué)問題,調(diào)研了工程中常用的管柱結(jié)構(gòu)、洗井方式、洗井工藝,得出可能影響洗井效果的因素；通過建立雜質(zhì)顆粒在洗井液中的力學(xué)模型,對(duì)洗井過程中洗井液速度與雜質(zhì)顆粒的沉降末速度進(jìn)行了研究,得出了洗井液具有攜巖能力條件：洗井液上返速度必須是雜質(zhì)顆粒沉降末速度的2倍。根據(jù)真實(shí)井眼軌跡建立管柱力學(xué)模型,綜合考慮了管柱自重、液體壓力、溫度、摩阻力等因素對(duì)管柱受力的影響,采用疊加法研究管柱的力學(xué)問題,提出了不同位置處管柱軸力和累積變形的計(jì)算方法,分析了井深、壓力、流量等因素對(duì)管柱軸力、變形的影響規(guī)律；工程實(shí)例結(jié)果顯示,理論計(jì)算出的管柱軸力與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)誤差為9.56%,符合工程要求。為減小洗井過程中管柱變形對(duì)其居中性的影響,本文研究了扶正器在注水井中的應(yīng)用,根據(jù)結(jié)構(gòu)原理分析了不同類型扶正器的特點(diǎn)和適用環(huán)境；利用傅里葉級(jí)數(shù)描述扶正器間管柱變形后的曲線,根據(jù)功能原理研究了不同模型下管柱變形后的撓度問題,提出了不同類型扶正器安裝間距的確定準(zhǔn)則。洗井時(shí)管柱變形可能會(huì)引起封隔器移動(dòng),位移過大可能導(dǎo)致分層失敗,為防止封隔器移動(dòng)量過大,本文對(duì)具有錨定作用的卡瓦進(jìn)行了研究,根據(jù)卡瓦套管間的實(shí)際工作狀態(tài),分析了卡瓦套管間的力學(xué)傳遞關(guān)系,結(jié)果指出,卡瓦套管間的摩擦阻力與卡瓦錐角、卡瓦錐體間摩擦角等因素有關(guān)；利用ABAQUS模擬卡瓦真實(shí)工作狀態(tài),研究了不同壓力作用下卡瓦的應(yīng)力、應(yīng)變分布規(guī)律,結(jié)果顯示卡瓦工作中存在應(yīng)力分布不均的問題；為改善卡瓦受力分布,通過ABAQUS對(duì)卡瓦錐角、牙面傾角等參數(shù)進(jìn)行了研究,研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)卡瓦錐角為4度、牙面傾角為0.4度、卡瓦材料摩擦角的正切值為0.1時(shí),卡瓦錨定性能最好。
【關(guān)鍵詞】：分層注水 洗井 扶正器 卡瓦
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TE252.9
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題研究背景9-10
• 1.2 研究目的及意義10-11
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究概況11-13
• 1.3.1 封隔器及卡瓦的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 扶正器的運(yùn)用與發(fā)展歷程12-13
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容及理論依據(jù)13-14
• 1.4.1 主要研究?jī)?nèi)容13-14
• 1.4.2 主要理論依據(jù)14
• 1.5 研究思路14-16
• 第2章 洗井過程相關(guān)力學(xué)模型研究16-48
• 2.1 主要洗井方式介紹16-18
• 2.2 洗井操作要求18-19
• 2.3 洗井過程常見問題及其影響因素研究19-20
• 2.3.1 洗井過程常見問題19
• 2.3.2 主要影響因素分析19-20
• 2.4 洗井液流量及相關(guān)問題研究20-24
• 2.4.1 懸浮顆粒的力學(xué)模型建立20-22
• 2.4.2 幾種懸浮顆粒沉降末速度計(jì)算22-23
• 2.4.3 洗井液流量及洗井時(shí)間計(jì)算23-24
• 2.5 洗井過程管柱力學(xué)研究24-47
• 2.5.1 注水管柱結(jié)構(gòu)介紹24-26
• 2.5.2 井眼軌跡簡(jiǎn)化26-27
• 2.5.3 洗井工況下管柱力學(xué)模型研究27-40
• 2.5.4 洗井工況下管柱變形量計(jì)算40-42
• 2.5.5 工程應(yīng)用42-47
• 2.6 本章小結(jié)47-48
• 第3章 扶正器在注水管柱中應(yīng)用研究48-60
• 3.1 扶正器的類型及選用48-51
• 3.1.1 主要性能參數(shù)48
• 3.1.2 彈性扶正器種類及適用范圍48-50
• 3.1.3 剛性扶正器種類及適用范圍50-51
• 3.2 帶扶正器管柱的力學(xué)模型研究51-58
• 3.2.1 不考慮管柱初彎曲的力學(xué)模型研究51-54
• 3.2.2 考慮管柱初彎曲的力學(xué)模型研究54-56
• 3.2.3 三維模型56-58
• 3.3 扶正器最佳安裝間距的確定58-59
• 3.4 本章小結(jié)59-60
• 第4章 卡瓦工作狀態(tài)下力學(xué)問題研究分析60-85
• 4.1 錐體、卡瓦錨定系統(tǒng)理論分析60-63
• 4.2 卡瓦計(jì)算模型建立63-69
• 4.2.1 物理模型建立63-67
• 4.2.2 接觸及邊界條件設(shè)定67-69
• 4.3 卡瓦工作過程仿真分析69-83
• 4.3.1 壓力為2MPa時(shí)卡瓦應(yīng)力分析69-71
• 4.3.2 壓力為5MPa時(shí)卡瓦應(yīng)力分布71-72
• 4.3.3 不同工作壓力下卡瓦應(yīng)力分析72-75
• 4.3.4 不同壓力作用下卡瓦各齒應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律研究75-81
• 4.3.5 套管應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律研究81-83
• 4.4 本章小結(jié)83-85
• 第5章 卡瓦結(jié)構(gòu)對(duì)錨定系統(tǒng)的影響研究85-99
• 5.1 卡瓦錐角對(duì)卡瓦受力的影響研究85-90
• 5.1.1 不同錐角下卡瓦應(yīng)力分布規(guī)律研究86-89
• 5.1.2 不同錐角下卡瓦應(yīng)變分布規(guī)律研究89-90
• 5.2 卡瓦牙面傾角對(duì)卡瓦受力的影響研究90-93
• 5.3 卡瓦錐體間靜摩擦系數(shù)對(duì)卡瓦受力的影響研究93-96
• 5.4 改進(jìn)參數(shù)后卡瓦受力問題研究96-97
• 5.5 本章小結(jié)97-99
• 第6章 結(jié)論99-101
• 致謝101-102
• 參考文獻(xiàn)102-105
• 附錄105-112
• 小17-27-1 井眼數(shù)據(jù)105-109
• 莊海4x1 井眼軌跡參數(shù)109-112
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果112

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