【摘要】：石油是國家不可或缺的戰(zhàn)略資源。目前我國淺層油氣資源減少,對深層和深海油氣資源進行勘探和開發(fā)已成為一種必然的趨勢。但隨著井深的增加,井筒的完整性問題日益突出。套管磨損是影響井筒完整性的關鍵因素之一。對套管磨損進行研究,對了解套管柱工況和提高井筒完整性具有重要的意義。鉆柱與套管連續(xù)性接觸和碰摩會造成套管磨損。對連續(xù)性接觸磨損的研究已有很多,但關于后者的研究較少�，F(xiàn)場資料表明,鉆柱渦動時對套管產(chǎn)生的碰摩是套管磨損的一個不可忽視的原因,會造成套管不均勻、隨機性磨損。針對該問題,本文在研究鉆柱動力學特性的基礎上分析鉆柱對套管的碰摩特征,并通過可視化方法研究碰摩及其誘導套管磨損特征。主要研究工作如下:首先闡述了研究目的和意義,總結了國內(nèi)外相關研究現(xiàn)狀,探討了使用有限元方法模擬鉆柱對套管碰摩特征的可行性。其次,考慮鉆柱變形引起的幾何非線性、鉆柱與井筒內(nèi)壁的接觸非線性、鉆頭與地層相互作用及鉆井液性能等因素,建立了鉆柱動力學三維有限元模型,并提出了求解方法。在此基礎上開發(fā)了鉆柱動力學仿真程序并進行了準確性驗證。第三,利用所開發(fā)的程序模擬了鉆柱的橫向運動特征及對套管的碰摩作用,分析了地面轉(zhuǎn)速、鉆壓、鉆井液密度等關鍵參數(shù)對鉆柱橫向運動特征的影響規(guī)律。第四,建立了三維可視化方法來直觀表征鉆柱對套管的碰摩特征。同時提出了碰摩誘導的套管磨損評價方法。在此基礎上,利用可視化方法分析了碰摩作用下套管磨損特征及關鍵參數(shù)對套管磨損的影響規(guī)律。最后,結合油田工程實例,研究了實際井筒中鉆柱對套管的碰摩及其誘導套管磨損特征,分析了井眼曲率對磨損的影響。
【學位授予單位】：上海大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TE931.2
【圖文】：

第一章 緒論的目的與意義國家不可或缺的戰(zhàn)略資源，對促進經(jīng)濟發(fā)展、保證政治和的作用。目前我國油氣能源安全正面臨嚴峻挑戰(zhàn)，2018存度已接近 70%，天然氣消費對外依存度也已提升至 45源持續(xù)減少，深層油氣資源的勘探開發(fā)已成為國家戰(zhàn)略氣田開發(fā)中占比也越來越大。據(jù)統(tǒng)計[2]，中石油塔里木油平均井深都已超過 6049m，如圖 1.1 所示。在 2000 年以前深井只有 3 口，而目前已超過 300 口，其中亞洲最深井順到 8588 m。

管、油層套管以及尾管，主要用于支撐油、氣井隔離地層，封閉漏失層、油氣層。井筒一般是由所示。隨著鉆井深度的增加，鉆柱在井下的動力對井筒造成傷害，影響井筒完整性。

2圖 1.3 井筒構造層油氣田的井筒完整性問題非常突出。據(jù)不完全井中有 304 口井出現(xiàn)套管嚴重磨損，套損井占區(qū)塊已壓裂的 141 口氣井中有 36 口井出現(xiàn)套管已完成壓裂施工的 6 口頁巖氣井中有 5 口井出

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉永升;高德利;王鎮(zhèn)全;劉奎;;斜直井眼中鉆柱橫向動態(tài)運動非線性模型研究[J];振動與沖擊;2017年24期

2 王安剛;;深部地質(zhì)鉆探鉆柱失穩(wěn)行為分析[J];低碳世界;2014年23期

3 劉均;袁峰;;鉆柱內(nèi)連續(xù)波信號傳輸模型與幅頻特性研究[J];儀器儀表學報;2015年01期

4 羅整;李金和;溫杰;蔣杰;;氣體鉆井鉆柱失效的熱因素分析[J];石油機械;2014年02期

5 易先中;李智鵬;周元華;王麗麗;涂憶柳;江勝宗;;地面鉆柱扭擺方法釋放井下摩阻的研究進展[J];鉆采工藝;2014年04期

6 易先中;宋順平;陳霖;王立宏;;復雜結構井中鉆柱托壓效應的研究進展[J];石油機械;2013年05期

7 宋周成;鄧昌松;王錦生;陳朋;丁志敏;丁亮亮;;鉆柱疲勞裂紋形成機理研究[J];石油天然氣學報;2013年09期

8 孟祥龍;鮮海波;曾峰;車亮;;軸力作用下鉆柱穩(wěn)定性分析[J];中國科技論文在線;2010年11期

9 伊鵬;劉衍聰;石永軍;郭欣;任紅偉;;造斜段彎曲鉆柱非線性動力學分析與仿真[J];中國石油大學學報(自然科學版);2010年06期

10 儲勝利;張來斌;樊建春;張衛(wèi)平;;井下鉆柱橫向振動沖擊力計算模型研究[J];鉆采工藝;2008年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳澤兵;羅宇義;鄭興華;;鉆柱扭轉(zhuǎn)振動計算機仿真[A];'2003系統(tǒng)仿真技術及其應用學術交流會論文集[C];2003年

2 祝效華;賈彥杰;;鉆柱動力學研究進展及其應用[A];機械動力學理論及其應用[C];2011年

3 王明杰;張鶴;王文昌;狄勤豐;覃光煦;白楠;;鉆柱疲勞失效動態(tài)評價方法及其應用[A];中國力學大會-2015論文摘要集[C];2015年

4 馮程寶;賈曉麗;鐘曉玲;郭永豪;劉書海;;深井鉆柱自激粘滑振動鉆井參數(shù)分析[A];北京力學會第二十三屆學術年會會議論文集[C];2017年

5 秦繼昒;賈曉麗;劉書海;;深井鉆柱自激粘滑振動特性分析[A];北京力學會第二十五屆學術年會會議論文集[C];2019年

6 胡菲菲;狄勤豐;王文昌;秦墾;陳鋒;;不同阻尼模型對鉆柱動力學運動特性的影響分析[A];中國力學大會論文集（CCTAM 2019）[C];2019年

7 桂暖銀;劉寶林;;大陸科學鉆探鉆柱損傷檢測建議方案[A];巖土鉆掘技術在資源、環(huán)境和工程建設中的應用與發(fā)展學術論文集[C];2001年

8 鐘曉玲;賈曉麗;劉書海;郭永豪;;鉆井系統(tǒng)軸向—扭轉(zhuǎn)耦合動力學分析[A];北京力學會第二十四屆學術年會會議論文集[C];2018年

9 張繼川;韓烈祥;劉偉;;PIPE ROCK鉆柱扭擺系統(tǒng)在川渝水平井應用及發(fā)展[A];2018年全國天然氣學術年會論文集（04工程技術）[C];2018年

10 吳何珍;葛洪魁;;基于Goupillaud模型的鉆柱波信號特征模擬研究[A];中國地球物理2010——中國地球物理學會第二十六屆年會、中國地震學會第十三次學術大會論文集[C];2010年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 ;勝利鉆井院新工具井下試驗成功[N];中國技術市場報;2010年

2 本報記者 龐文淵;七千三百萬中省資金注入新產(chǎn)品[N];寶雞日報;2012年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張鶴;超深井鉆柱振動激勵機制及動力學特性分析[D];上海大學;2019年

2 榮繼光;基于智能鉆柱的智能鉆井系統(tǒng)理論與應用研究[D];西南石油大學;2013年

3 謝海明;隨鉆聲波遙傳中不同井況下鉆柱信道仿真及實驗系統(tǒng)研究[D];西安電子科技大學;2018年

4 劉峰;定向井中鉆柱非線性穩(wěn)定性分析[D];南京航空航天大學;2005年

5 談梅蘭;三維曲井內(nèi)鉆柱的雙重非線性靜力有限元法[D];南京航空航天大學;2005年

6 李茂生;小環(huán)空條件下鉆柱動力學及可靠性研究[D];中國石油大學;2007年

7 邵冬冬;水平井眼中鉆柱動力學特性分析[D];中國石油大學(華東);2013年

8 劉維凱;大位移井鉆柱力學分析及延伸能力研究[D];大慶石油學院;2008年

9 王明杰;超深井鉆柱動力學特性分析及動態(tài)安全性評價[D];上海大學;2016年

10 韓春杰;深水平臺鉆井鉆柱耦合振動及模擬分析[D];大慶石油學院;2010年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊博;基于聲頻振動鉆進技術對鉆柱縱向振動模態(tài)的研究[D];中國地質(zhì)大學(北京);2019年

2 陳烙印;鉆柱對套管的碰摩及其誘導磨損特征可視化分析[D];上海大學;2019年

3 鐘曉玲;深井鉆柱粘滑振動動力學分析[D];中國石油大學(北京);2018年

4 程彩霞;基于磁記憶檢測的鉆柱缺陷自動識別方法研究[D];中國石油大學(北京);2018年

5 袁蘭峰;考慮鉆柱旋轉(zhuǎn)和屈曲的超深井小井眼環(huán)空壓力研究[D];西南石油大學;2018年

6 郭勇;鉆柱軸向振動減阻的實驗和數(shù)值模擬研究[D];中國石油大學(華東);2017年

7 張曉林;自動垂直鉆井系統(tǒng)管具力學分析及結構改進[D];中國石油大學(華東);2016年

8 劉亞楠;長水平段井眼鉆井激振減阻工具合理安放位置研究[D];中國石油大學(華東);2017年

9 朱林;隔水管內(nèi)鉆柱運動對環(huán)空壓耗和攜巖影響研究[D];中國石油大學(華東);2017年

10 呂漲;全井眼三維鉆柱的軸向摩擦力研究[D];長江大學;2019年

本文編號：2816352