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开题报告

分采泵井管柱力学分析研究

点击: 25    发布时间: 2021-03-11 18:55

毕业设计(论文)开题报告

 

论文题目

分采泵井管柱力学分析研究

一、选题目的和意义

分采泵具有消除和减少油层层间干扰,充分挖掘油层潜力,提高油田开发效果和采收率的作用;井下管柱力学分析研究是国内外油田深井、超深井、斜直井上广泛关注的课题。近年来,分采泵井管柱力学分析研究在新疆塔里木油田、塔西里油田、彩南油田、石西油田、漠北油田和国外的部分重要探井、复杂深井、压裂井、酸化井、注水井、生产完井作业中应用甚多。同时,在西气东输呀哈凝析气田的完井作业中也起到了重要指导作业;由此可见,通过分采泵井管柱力学分析研究可以对油田生产发挥积极的作用,可以产生良好的经济效益和社会效益。本文结合井下管柱工艺特点,应用非稳态热传导理论,建立温度场计算模型。运用流体力学解决油水井管柱与液体的摩阻问题,建立压力场计算模型在此基础上建立管柱受力分析模型,编制相应的计算程序,实现管柱组合的优化。通过对分采泵井管柱力学分析研究,期望利用本研究成果可以广泛地服务于国内外各油田,对进一步开拓油田技术服务市场、获得更大经济和社会效益将起到重要作用;

二、国内外同行业中的研究现状

分采泵井管柱力学国内研究现状

随着石油工业勘探开发工作的深入,尤其是我国西部石油勘探开发步伐的加快及其开拓海外石油市场的大战略的需要, 分采泵井管柱力学研究己经从80年代的汇集和借鉴国外相关研究成果的阶段,发展到将理论与现场设计结合起来,基本形成了一套行之有效的分采泵井管柱力学系统受力分析方法。在此过程中,华北油田、土哈油田、塔里木油田和国内石油学院的一些技术人员和老师均付出了辛勤的劳动。在消化吸收国外理论的基础上,从手工计算到简单程序计算发展到今天的集成软件计算和设计,取得了一些创造性成果。

分采泵井管柱力学国外研究现状

施工现场上出现的许多问题和事故以及管柱设计的实际需要,促使人们去研究温度、压力如何影响油分采泵井管柱,建立了分采泵井管柱力学的数学模型。早在50年代,美国的Lubinsiki等人就开始了封隔器管柱螺旋弯曲理论的研,1961年,有关封隔器管柱的第一篇文献发表。此后,Hamnlnlerlidl等人发表的研究成果,扩大了Lubinsiki基本理论的适用条件和应用范围,进一步发展了封隔器管柱受力和分采泵井管柱力学的理论

随着技术人员对管柱受力分析在油田生产中指导作用认识的不断深入,加之信息化的迅速发展,国外一些主要石油公司自80年代起就己争相开发出分采泵井管柱力学受力分析的软件,如美国贝克公司、斯伦贝谢公司和法国的Total公司等,这些公司一方面将管柱受力分析软件应用于本公司的油田生产,另一方面,还凭此技术服务于国外油田市,取得了经济效益和社会效益.如新疆霍002井压裂管柱的受力分析及强度安全校,就是美国斯伦贝谢公司利用其开发的油管柱力学分析软件(FarcCADE)完成的。

分采泵井管柱力学分析研究现状文献概述

在系统研究过程中,紧密结合油田实际,抓住分采泵井管柱力学析及优化设计分采泵井管柱系统这条主线,以光油管单一、复合管柱;单封隔器单一、复合管柱;双封隔器单一、复合管柱为重点,对活塞效应、螺弯效应、温度效应、鼓胀效应等四种基本效应进行分析,同时根据现场工艺的特点,进行了温度场和压力场的研究和现场应用。国内外关于分采泵井管柱力学的研究己取得许多成果,但目前对其研究一般都是从某一角度开展:有的研究强度,有的研究可靠性,有的从实验方面研究,而专一地针对分采泵井管柱力学分析进行综合性的研究不多。

如江汉石油管理局采油工艺研究所等编著的《封隔器理论基础与应用》文献采用叠加法对封隔器管柱进行了力学分析,但其分析的边界条件比较简单,井下管柱的实际工作环境要复杂得多;文献吕英民,陈海亮,仇伟德所著材料力学(工)对光油管柱的静力学和材料强度进行了计算,由于计算未考虑油管入井后的实际受力情况,因而,得出结论仍无法真实描述现场使用工况。文献《同心管注水管柱技术研究》从完井生产管柱方面设计油管,对封隔器油管柱与施工措施改造相关的设计优化方法论述的比较少,国内油田出现许多生产井需要措施改造时,无法下入能够满足工艺要求的管柱,究其原因则是由于完井设计时以生产采油管柱为主设计井身结构,而对以后的压裂等增产措施的需求考虑不是那么全面所致。袁恩熙等工程流体力学》、陈家琅等水力学主要研究管内流体流态和水力损失,石油工业用垂直油管管流的综合摩阻损失还需要进一步研究。张金良,吴晓东等著定向井中油管柱优化与强度计算校核》文献通过油管尺寸对产量的敏感性进行分析,完成了单级和多级管柱中油管尺寸优化原则、优化方法、管柱的经济性安全性探讨,以及油管柱在不同工.况条件的定向井中受外挤、内压、轴向应力、弯曲附加应力等的分析和计算,给出了定向井中的油管尺寸优选、油管柱设计和强度计算校核方法,解决了定向井中的油管柱设计、校核技术难题,对海上油气田定向井和陆上侧钻弯曲井的油管选材、油管尺寸优化、油管柱设计起指导和参考作用。文献《双封隔器复合管柱受力分析方法及应用集中讨论了封隔器受力及其承受压差的计算方法,文章认为双封隔器中上部封隔器的受力与单封隔器管柱的受力情况是相同的,在实际应用中这样计算尚不够准确。最后文章以封隔器注水管柱在井下的受力状况为例,介绍了该计算方法在油田的应用。考虑到注水管柱受温度影响较大,而压力变化对其影响较小,所以应选用压力和温度变化对管柱影响大的深井压裂或酸压管柱计算受力和位移变化比较具有代表性。文献《力学分析在压裂酸化管柱优化设计中的应用》主要就压力、温度变化显著的压裂、酸化管柱进行管柱力学分析和计算。在方案设计阶段或压裂酸化施工阶段详细分析管柱的受力、变形和强度、管柱载荷的变化规律,从而确定出各工况下的极限操作参数。控制管柱的施工作业参数、管柱内外流体的工况、工具的位置以及井口流压等,确保各施工作业条件下管柱安全性。

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