【摘要】：射孔完井作業(yè)是油氣井投產(chǎn)前一道重要作業(yè)工序,其目的是打穿套管、水泥環(huán)以達(dá)到貫穿油氣層。為了提高采油效率,油氣井射孔完井所用射孔器材的威力越來越大,射孔過程中產(chǎn)生的瞬時、劇烈沖擊過載也隨之增加,過高的沖擊載荷已成為油氣井完井過程中射孔管柱系統(tǒng)發(fā)生變形、彎曲、斷裂并造成油氣井井下事故的主要因素。以射孔槍等射孔器材為主要組成部分的射孔段管柱在射孔彈爆炸沖擊載荷作用下的動力學(xué)問題便成為射孔管柱安全設(shè)計和優(yōu)化配置的一個核心問題。針對射孔爆炸沖擊作用下的動力學(xué)特性這一核心問題,對射孔爆炸沖擊載荷的能量來源進(jìn)行研究,通過ANSYS仿真軟件和LS-DYNA求解器相結(jié)合,利用自適應(yīng)網(wǎng)格劃分技術(shù)研究了石油聚能射孔彈聚能射流過程以及射孔彈中主裝炸藥轉(zhuǎn)化爆轟沖擊波的轉(zhuǎn)化率;利用ALE算法模擬分析了自由水域下爆炸超壓分布和實際井筒中射孔爆炸環(huán)空超壓分布及演化規(guī)律。與現(xiàn)有的自由水域中爆炸超壓經(jīng)驗?zāi)Ｐ拖鄬Ρ?總結(jié)出井筒密閉環(huán)境下射孔完井時的爆炸超壓模型。在總結(jié)出井下射孔爆炸環(huán)空超壓分布模型的基礎(chǔ)上,通過井下射孔工藝、結(jié)構(gòu)的分析,開展了曲井井下射孔工具爆炸沖擊振動機理研究,建立了曲井井下射孔管柱振動的波動控制方程,利用牛頓差分法確定了波動方程的數(shù)值求解方法,采用Fortran語言編寫了射孔管柱沖擊振動的計算程序。開展了射孔管柱模塊、射孔槍模塊、減振器模塊、井身結(jié)構(gòu)模塊參數(shù)對射孔管柱振動動力響應(yīng)的影響研究,發(fā)現(xiàn):隨著射孔管柱長度的增加,封隔器所受最大拉力相應(yīng)地增加,射孔管柱最大壓力沿斜深增加的方向偏移;射孔管柱容易發(fā)生屈曲失穩(wěn)的部位出現(xiàn)在射孔管柱的彎曲終止點和射孔管柱底端之間的某一位置;隨著裝藥量的增加,射孔管柱所受的最大拉、壓力急劇上升,管柱更易發(fā)生屈曲失穩(wěn),但是射孔槍長對于整體射孔管串的動力響應(yīng)無顯著影響;隨著減振器個數(shù)增加,管柱承受的最大拉、壓力明顯下降,但是在同一位置設(shè)置兩個以上減振器時,其減振作用效果提升不是很明顯,減振性價比降低;井身曲率越大或井斜角越大,也即射孔管柱彎曲越厲害,射孔管柱各處承受的最大壓力相應(yīng)增大,井身彎曲過渡處相比于其余部位更易于發(fā)生曲屈失穩(wěn);所以對于大曲率、大井斜角的彎曲斜井或水平井,要重點關(guān)注射孔管柱的穩(wěn)定性。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE925.3
【圖文】：

圖２－１．過油管射孔工藝??（２）電纜輸送套管槍射孔??電纜輸送套管槍射孔是在套管內(nèi)，用電纜把射孔器輸送到目的層進(jìn)行定位射孔，井??

圖２－２．套管射孔工藝??８??

圖２－３油管輸送射孔工藝??（４）其它射孔工藝??隨著油氣資源的大力開采，當(dāng)前涌現(xiàn)出的射孔工藝越來越先進(jìn)也越來越復(fù)雜，概括??
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本文編號：2849903