【摘 要】
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分层注水管柱对油田注水开发起着非常重要的作用。分层注水过程中用多个封隔器分开不同油层,管柱受封隔器的约束及施工工况的影响,工作时受复杂载荷作用,加大了管柱发生破坏
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分层注水管柱对油田注水开发起着非常重要的作用。分层注水过程中用多个封隔器分开不同油层,管柱受封隔器的约束及施工工况的影响,工作时受复杂载荷作用,加大了管柱发生破坏的可能性。因此,本文采用力学分析方法对直井分层注水管柱的受力及变形进行分析。本文在了解直井分层注水工艺的基础上,通过管柱力学研究方法,对无限长管柱,及单封隔器约束的管柱为研究对象。建立了屈曲微分方程及接触力表达式,针对井下管柱的轴力变形,从轴力效应、温度效应、鼓胀效应、螺旋弯曲效应对管柱变形和轴力的影响进行分析,给出了其强度计算公式。针对管柱屈曲对轴力传递的影响进行油田现场实验。根据结构稳定性理论、管柱力学理论,对两端受封隔器约束的分层注水管柱进行屈曲分析,给出受三个及多个封隔器约束的管柱受力分析方法。考虑实际注水过程中工况的改变对管柱影响,建立一维井筒的热传导方程,得到注入过程中管柱的温度变化规律。结合泵压及注入量的变化对管柱的鼓胀效应,摩阻效应进行分析。结合算例,指出管柱在危险工况下的应力与应变大小。在理论分析的基础上,结合注水工况下不同因素对管柱轴力的影响,给出直井分层注水管柱的安全性评价方法及泵压控制建议。
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