一体化管柱力学行为及螺纹密封性能研究

论文摘要

气井压裂投产一体化管柱在各工艺过程中将承受交变载荷作用,管柱的强度及密封性能会受到很大影响,需对其典型螺纹接头在各工况下的强度和密封性能进行校核。建立了某一体化管柱的变截面摩擦接触有限元模型,对其不同工况下的力学行为开展了有限元分析,获得了螺纹接头的载荷边界。对螺纹接头在管柱生产和压裂等工况下的密封性能进行了有限元分析,结果表明该螺纹接头抗弯曲能力及承内外压能力较好,但抗拉性能较差,不宜在深井中使用。

论文目录

• 引言
• 1 一体化管柱变截面摩擦接触模型建立
•   1.1 一体化管柱结构及载荷类型分析
•   1.2 一体化管柱力学行为分析基本方程
•     1.2.1 井眼轨迹描述
•     1.2.2 鼓胀效应描述
•     1.2.3 温度效应描述
•     1.2.4 平衡方程建立
•   1.3 管柱变截面摩擦接触模型建立方法
• 2 一体化管柱力学行为有限元分析
•   2.1 井况简介
•   2.2 计算结果
• 3 螺纹接头受力及密封性能研究
•   3.1 接头类型及密封特点
•   3.2 不同轴向拉力下接头受力及密封性能分析
•     3.2.1 接头等效应力随轴向拉力变化
•     3.2.2 轴向拉力对接头密封性能影响
•   3.3 生产工况接头受力及密封性能分析
•     3.3.1 生产工况下接头等效应力随内压变化
•     3.3.2 生产工况下内压对接头密封性能影响
•   3.4 压裂工况接头受力及密封性能分析
•     3.4.1 压裂工况下接头等效应力随外压变化
•     3.4.2 压裂工况下外压对接头密封性能影响
•     3.4.3 井斜角对接头强度及密封性能影响
•   3.5 螺纹接头性能评价
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 曹梦雨,徐德奎,王尊策,温后珍,徐艳,卢玉

关键词: 一体化管柱,管柱力学,变截面摩擦接触模型,螺纹密封,气井,压裂

来源: 地震工程与工程振动 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 石油天然气工业

单位: 东北石油大学机械科学与工程学院,黑龙江省石油石化多相介质处理及污染防治重点实验室,大庆采油工程研究院,中国石油辽河油田公司钻采工艺研究院

基金: 黑龙江省青年科学基金项目(QC2016003),中国石油和化学工业联合会科技指导计划项目(2016-01-02),东北石油大学研究生创新科研项目(YJSCX2016-021 NEPU)~~

分类号: TE934.2

DOI: 10.13197/j.eeev.2019.06.113.caomy.016

页码: 113-122

总页数: 10

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