【摘要】：近年來(lái)油氣生產(chǎn)和作業(yè)難度不斷增加,特別是非常規(guī)油氣井大量開發(fā),連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。連續(xù)油管在工作過(guò)程中要經(jīng)受反復(fù)彎曲拉直變形、高內(nèi)外壓作業(yè)、以及下入過(guò)程載荷的綜合作用,容易導(dǎo)致塑性變形、強(qiáng)度失效和是否能安全下入等問(wèn)題。因此研究連續(xù)油管的下入載荷(大鉤載荷、摩阻、扭矩)及對(duì)連續(xù)油管進(jìn)行安全性分析,對(duì)指導(dǎo)連續(xù)油管的生產(chǎn)作業(yè)具有重要的意義。鑒于此,本文針對(duì)連續(xù)油管下入載荷及安全性問(wèn)題,開展了以下幾方面的工作:(1)本文采用五點(diǎn)平滑濾波法剔除不合理的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),從而保留有效數(shù)據(jù),使擬合的曲線更加光滑連續(xù),然后借助樣條插值函數(shù)對(duì)有效離散數(shù)據(jù)進(jìn)行任意插值,從而確定井眼軸線空間坐標(biāo),進(jìn)而利用擬合程序繪制出三維井眼軌跡。(2)本文基于有限單元法理論和局部坐標(biāo)系下的空間梁?jiǎn)卧Ｐ?通過(guò)局部坐標(biāo)與整體坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系,得到了連續(xù)油管整體平衡方程。然后通過(guò)借助間隙單元概念來(lái)補(bǔ)充連續(xù)油管與井壁之間的接觸約束條件,從而避免了總剛度矩陣出現(xiàn)奇異陣的問(wèn)題。另外編制了下入載荷計(jì)算軟件,通過(guò)軟件可以高效計(jì)算大鉤載荷、摩阻力、扭矩等。算例表明:大鉤載荷在垂直井段數(shù)據(jù)吻合度高,造斜點(diǎn)以后存在誤差;在空間彎曲井段會(huì)產(chǎn)生較大扭矩載荷;連續(xù)油管下入水平井段時(shí)大鉤載荷存在最大值,隨著水平井段摩阻的增大,大鉤載荷減少。算例工況下的最大理論鉤載為68t、實(shí)測(cè)最大鉤載為70t,最大鉤載相對(duì)誤差的絕對(duì)值為2.8%,說(shuō)明理論分析方法合理、正確,該軟件預(yù)測(cè)的下入載荷得到了現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員的認(rèn)可。通過(guò)Matlab gui編寫的可視化界面,簡(jiǎn)化了井眼軌跡擬合和下入載荷計(jì)算的操作步驟。(3)本文從連續(xù)油管的最小彎曲半徑、屈服內(nèi)外壓和疲勞壽命三方面,對(duì)連續(xù)油管進(jìn)行安全性分析。實(shí)例計(jì)算表明:連續(xù)油管的壁厚、外徑、橢圓度、內(nèi)壓、滾筒半徑、導(dǎo)向拱半徑等因素對(duì)連續(xù)油管安全性影響最大。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TE931.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2556580