本文關(guān)鍵詞：直井分層注水管柱力學(xué)行為分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：分層注水管柱對(duì)油田注水開(kāi)發(fā)起著非常重要的作用。分層注水過(guò)程中用多個(gè)封隔器分開(kāi)不同油層,管柱受封隔器的約束及施工工況的影響,工作時(shí)受復(fù)雜載荷作用,加大了管柱發(fā)生破壞的可能性。因此,本文采用力學(xué)分析方法對(duì)直井分層注水管柱的受力及變形進(jìn)行分析。本文在了解直井分層注水工藝的基礎(chǔ)上,通過(guò)管柱力學(xué)研究方法,對(duì)無(wú)限長(zhǎng)管柱,及單封隔器約束的管柱為研究對(duì)象。建立了屈曲微分方程及接觸力表達(dá)式,針對(duì)井下管柱的軸力變形,從軸力效應(yīng)、溫度效應(yīng)、鼓脹效應(yīng)、螺旋彎曲效應(yīng)對(duì)管柱變形和軸力的影響進(jìn)行分析,給出了其強(qiáng)度計(jì)算公式。針對(duì)管柱屈曲對(duì)軸力傳遞的影響進(jìn)行油田現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性理論、管柱力學(xué)理論,對(duì)兩端受封隔器約束的分層注水管柱進(jìn)行屈曲分析,給出受三個(gè)及多個(gè)封隔器約束的管柱受力分析方法�？紤]實(shí)際注水過(guò)程中工況的改變對(duì)管柱影響,建立一維井筒的熱傳導(dǎo)方程,得到注入過(guò)程中管柱的溫度變化規(guī)律。結(jié)合泵壓及注入量的變化對(duì)管柱的鼓脹效應(yīng),摩阻效應(yīng)進(jìn)行分析。結(jié)合算例,指出管柱在危險(xiǎn)工況下的應(yīng)力與應(yīng)變大小。在理論分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合注水工況下不同因素對(duì)管柱軸力的影響,給出直井分層注水管柱的安全性評(píng)價(jià)方法及泵壓控制建議。
【關(guān)鍵詞】：管柱力學(xué) 分層注水 直井 力學(xué)分析
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TE934.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 目的和意義8
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-12
• 1.2.1 管柱力學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀8-11
• 1.2.2 直井分層注水研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線12-13
• 1.3.1 本文主要研究?jī)?nèi)容12
• 1.3.2 本文技術(shù)路線12-13
• 1.4 創(chuàng)新點(diǎn)13-14
• 第二章 直井分層注水管柱組合分析14-23
• 2.1 分層注水工藝簡(jiǎn)介14-15
• 2.1.1 分層注水管柱組成14-15
• 2.1.2 分層測(cè)試15
• 2.1.3 封隔器驗(yàn)封15
• 2.2 常用分層注水管柱組合介紹15-19
• 2.2.1 橋式偏心分層注水管柱15-16
• 2.2.2 同心集成分層注水管柱16-18
• 2.2.3 套損井分層注水工藝管柱18
• 2.2.4“兩小一防”細(xì)分注水管柱18-19
• 2.2.5 試注試配一次完成注水管柱19
• 2.2.6 小井眼分層注水管柱19
• 2.3 分層注水井下工具簡(jiǎn)介19-22
• 2.3.1 常用分層注水封隔器19-21
• 2.3.2 分層注水常用配水工具21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第三章 直井分層注水管柱屈曲分析23-45
• 3.1 無(wú)限長(zhǎng)管柱屈曲微分方程的推導(dǎo)23-27
• 3.1.1 坐標(biāo)系的建立與管柱的幾何關(guān)系23-25
• 3.1.2 管柱屈曲微分方程的建立與推導(dǎo)25-27
• 3.2 無(wú)限長(zhǎng)管柱屈曲行為分析27-29
• 3.2.1 靜力平衡法對(duì)管柱的屈曲行為進(jìn)行分析27-28
• 3.2.2 附加扭矩對(duì)管柱屈曲的影響分析28-29
• 3.3 管柱屈曲平衡狀態(tài)分析29-36
• 3.3.1 受壓管柱屈曲微分方程的性質(zhì)分析29-31
• 3.3.2 管柱一端受封隔器約束的屈曲分析31-36
• 3.4 井下管柱軸向變形與強(qiáng)度安全性分析36-38
• 3.4.1 井下管柱軸向變形分析36-37
• 3.4.2 直井分層注水井下管柱強(qiáng)度分析37-38
• 3.5 算例分析38-39
• 3.6 管柱屈曲現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)分析39-44
• 3.6.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募肮苤Y(jié)構(gòu)39-40
• 3.6.2 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程40-41
• 3.6.3 某井現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果分析41-43
• 3.6.4 某井現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)理論計(jì)算結(jié)果分析43-44
• 3.7 本章小結(jié)44-45
• 第四章 分層注水管柱變形影響因素分析45-65
• 4.1 受兩個(gè)封隔器約束的跨隔段管柱受力分析45-50
• 4.1.1 受兩個(gè)封隔器約束的跨隔段管柱彎曲構(gòu)型45-48
• 4.1.2 直井分層注水管柱跨隔段多個(gè)半波的彎曲臨界載荷分析48-49
• 4.1.3 直井分層注水跨隔段管柱彎矩及彎曲應(yīng)力分析49
• 4.1.4 管柱原始軸向壓力對(duì)雙封隔器跨隔管柱相當(dāng)應(yīng)力的影響計(jì)算舉例49-50
• 4.2 多封隔器約束的直井分層注水管柱分析方法50-53
• 4.2.1 三封隔器約束下分層管柱受力分析50-51
• 4.2.2 帶多個(gè)封隔器時(shí)跨隔段分層注水管柱的分析方法51
• 4.2.3 直井分層注水管柱受力變形計(jì)算方法51-53
• 4.3 分層注水管柱溫度效應(yīng)分析53-61
• 4.3.1 注水過(guò)程中溫度場(chǎng)的建立53-54
• 4.3.2 井筒一維剖面穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱公式的建立54-57
• 4.3.3 不同工況下管柱溫度分布狀態(tài)分析57-58
• 4.3.4 不同工況時(shí)管柱的溫度變化58-61
• 4.3.5 溫度效應(yīng)引起的管柱軸向力的變化61
• 4.4 管柱的鼓脹效應(yīng)分析61-62
• 4.5 流體摩阻引起的管柱軸向變形62-64
• 4.6 本章小結(jié)64-65
• 第五章 不同注水工況時(shí)管柱受力變形分析65-75
• 5.1 直井分層注水管柱的模型建立及受力分析65-68
• 5.1.1 管柱所受液體靜應(yīng)力分析65-66
• 5.1.2 管柱所受的流體摩阻力分析66-67
• 5.1.3 鼓脹效應(yīng)變形67
• 5.1.4 溫度效應(yīng)變形67-68
• 5.2 注水過(guò)程中管柱伸縮力與伸長(zhǎng)量的舉例分析68-70
• 5.2.1 單封隔器情況68-69
• 5.2.2 雙封隔器時(shí)69-70
• 5.3 分層注水管柱安全性分析方法70-73
• 5.3.1 分層注水管柱載荷分析70-71
• 5.3.2 分層注水管柱強(qiáng)度分析71-72
• 5.3.3 跨隔注水跨距間管柱穩(wěn)定性及強(qiáng)度分析步驟72-73
• 5.4 分層注水管柱組合與泵壓控制建議73
• 5.5 本章小結(jié)73-75
• 第六章 結(jié)論與展望75-77
• 致謝77-78
• 參考文獻(xiàn)78-81
• 碩士期間發(fā)表論文81-82

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