球形腐蚀坑油管下入弯曲井段安全性评价

采油工业中,油管在出现腐蚀坑后一般仍会反复使用,而腐蚀坑会导致油管在下入弯曲井段过程中出现屈服甚至失效,针对该问题,在弹塑性有限元理论基础上,建立了油管下入弯曲井段的力学模型.研究了腐蚀坑深度、腐蚀坑数量以及腐蚀坑间距对油管在不同曲率井段中下入安全性的影响.结果表明,腐蚀坑的深度和间距是决定油管能否再次下入的主要因素,而腐蚀坑的体积和数量则会影响到油管的使用时间和使用次数.初步得到了一套球形腐蚀坑油管在弯曲井段中下入的安全性评价方法,研究结果可为球形腐蚀坑油管在弯曲井段中的下入安全性分析提供理论依据和数值参考.

弯曲井段连续油管屈曲分析

在前人对斜直井、水平井中的钻柱及常规油管柱屈曲问题研究的基础上,着重考虑连续油管过弯曲井段的实际作业条件,将连续油管分成若干微段单元体,计算了连续油管在弯曲井段的接触应力和轴向力,并最终导出连续油管弯曲井段的变形规律。研究发现,不同弯曲井段曲率半径、不同加载能力和连续油管管柱重量对连续油管在弯曲井筒内的轴向力和屈曲影响显著。

弯曲井段内连续油管稳定问题的存在性分析

基于弹性杆大位移-小变形理论,利用微分方程法,给出了弯曲井段内连续管柱失稳临界载荷的解析结果,并讨论了弯曲井段内,连续管柱存在稳定问题的条件。研究表明,弯曲井段内临界载荷不仅与连续管柱几何特性参数相关,还与井眼直径和曲率有关。井眼直径和曲率半径越小,临界载荷越大,其他条件一定,井眼曲率半径减小到一定程度时,临界载荷超过强度极限载荷,管柱稳定问题转化为强度问题。

非API规格套管在弯曲井段可下入性的计算

套管在弯曲井眼里的可下入计算,是在下套管作业前判断在弯曲井眼能否顺利下入套管的重要计算依据。采用解析法和有限元法对非API规格套管在弯曲井眼里的可下入性进行分析计算。结果表明:解析法和有限元法计算的结果基本一致;解析计算公式能够满足现场运用,为非API规格套管下入提供理论支持。

弯曲井段下波纹管膨胀性能分析

在弯曲井段中,波纹管的通过能力以及变形程度等有别于其他井段,为了在实际应用中为膨胀波纹管在弯曲井段中堵漏、封隔和封固复杂地层等提供理论支持,采用弹塑性力学和有限元分析方法,应用ABAQUS建模,分析了弯曲井段中波纹管的下井过程、膨胀后波谷、长轴、波峰以及不圆度等随压力的变化,并与直井段进行对比,得到弯曲井段与垂直井段变化规律相同。分析了井斜率对波纹管膨胀性能的影响,分析结论表明:不圆度随内压的增大而减小,井斜率越小,则不圆度越小。研究结果可为波纹管在情况更加复杂的弯曲井段中的应用提供指导。

弯曲井段中套管通过能力分析研究

对于给定尺寸的套管和井眼,以套管所能通过的井眼最大曲率定义为该尺寸套管在相应尺寸井眼内的可通过度。可通过度用于评价套管在弯曲井眼中的通过能力。利用刚性模型和弹性模型对套管的可通过度进行了分析,并根据实际情况考虑了套管的变形与强度问题。在此基础上开发了计算套管通过度的软件,其计算结果对钻完井设计及施工有指导意义。

弯曲井段下壁厚对波纹管膨胀性能的影响

随着钻井技术的发展,膨胀波纹管在堵漏、封隔、封固复杂地层的应用更广泛。在现场应用中可能会遭遇不同的井形,其中弯曲井段是最为复杂。目前,壁厚对膨胀波纹管性能影响的研究尚不深入。通过ABAQUS仿真建模分析,比较弯曲井段不同壁厚下波纹管长轴处内径和不圆度随内压的变化规律,得到壁厚对波纹管膨胀的影响规律。对两种壁厚下波纹管的焊缝进行膨胀模拟,评价焊缝的安全状况。为波纹管在复杂地层的应用提供理论支持。