检索结果-内蒙古大学图书馆

石油管材与仪器 2019年第2期5卷 30-34页

作者：丁建东练章华丁熠然张强刘靓雯中国石油华北油田公司工程技术研究院河北任丘062552 西南石油大学四川成都610500

储气库注采管柱在高速气体流动作用下将会产生振动,这种管柱振动来自于气体沿管柱流动产生的流态变化。通过设计模拟试验,测取了不同气体流速、管柱直径、管柱轴向力以及管柱位置等条件下的管柱振动的数据,分析研究了管柱振动的规律,结... 详细信息

储气库注采管柱在高速气体流动作用下将会产生振动,这种管柱振动来自于气体沿管柱流动产生的流态变化。通过设计模拟试验,测取了不同气体流速、管柱直径、管柱轴向力以及管柱位置等条件下的管柱振动的数据,分析研究了管柱振动的规律,结果表明:①在气体流速恒定时也会诱发管柱振动,并随着气体流速的增大振动强度增大;②当气体流速发生突变时,注采管柱振动将急剧增强;③在同一流量下管柱不同位置振动规律不同。结论认为:通过模拟试验获得了注采管柱振动数据和规律,可以用于指导储气库井注采工程设计、注采管柱安全评估和现场生产运行。

关键词：天然气井储气库井注采管柱管柱振动气体流动流固耦合振动相似理论振动试验安全评估

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注采气体流动管柱振动模拟试验及特性研究

注采气体流动管柱振动模拟试验及特性研究

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2018中国材料大会

作者：丁建东练章华丁熠然吴郁荣伟刘靓雯中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司工程技术研究院西南石油大学

在天然气井、储气库井生产运行中，其生产管柱往往要承受巨大的高速气体，在高速气体作用下管柱必将发生振动。本文从研究气体流动管柱振动的特性出发，提出了应用相似理论建立管柱振动模拟试验装置和研究方法。结果表明：①试验装置模... 详细信息

在天然气井、储气库井生产运行中，其生产管柱往往要承受巨大的高速气体，在高速气体作用下管柱必将发生振动。本文从研究气体流动管柱振动的特性出发，提出了应用相似理论建立管柱振动模拟试验装置和研究方法。结果表明：①试验装置模拟并测取了不同气体流速、管径、壁厚、材质以及不同管柱位置等参数下管柱振动的规律;②管柱振动与注采气体流速、流速变化率等密切相关，在气体流速稳定时也会诱发管柱振动。

关键词：天然气井储气库井注采管柱管柱振动气体流动流固耦合振动相似理论振动试验安全评估

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CO_(2)驱注入管柱流固耦合振动模态分析

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石油工业技术监督 2023年第4期39卷 7-11页

作者：曹银萍王璐瑶窦益华孙祥鑫西安石油大学机械工程学院陕西西安710065

CO_(2)驱注入过程中,压力波动等因素造成流速改变致使管柱振动,进而导致管柱力学性能的变化和破坏,此外,不同相态的CO_(2)加剧了分析的复杂性。为研究CO_(2)驱注入管柱的动态特性,应用有限元软件对管柱进行仿真分析,考虑CO_(2)不同相态... 详细信息

CO_(2)驱注入过程中,压力波动等因素造成流速改变致使管柱振动,进而导致管柱力学性能的变化和破坏,此外,不同相态的CO_(2)加剧了分析的复杂性。为研究CO_(2)驱注入管柱的动态特性,应用有限元软件对管柱进行仿真分析,考虑CO_(2)不同相态的影响,对比考察不同轴向力、壁厚、内压下管柱的变形量和固有频率。结果表明:流固耦合作用使管柱固有频率降低,管柱固有频率降低率在液态CO_(2)与管柱耦合时为10.3%、超临界态CO_(2)与管柱耦合时为6.5%;轴向力对固有频率高阶区影响大于低阶区影响;增加壁厚能增强对管柱的保护作用;内压增至100 MPa时对管柱结构损坏影响较大。研究结果对CO_(2)驱油注气生产过程中管柱结构优化设计和安全性评估提供参考。

关键词：管柱振动模态分析流固耦合 CO_(2)相态固有频率

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超深井射孔管柱冲击振动响应特性

超深井射孔管柱冲击振动响应特性

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第十五届全国振动理论及应用学术会议（NVTA2023）

作者：柳军简屹林陈益丽唐凯任国辉陈建波西南石油大学机电工程学院成都大学机械工程学院中国石油测井有限责任公司西南分公司

在超深井射孔作业时,射孔弹爆炸瞬间产生的巨大冲击波,将引发管柱的剧烈振动行为,甚至导致管柱损坏。本文基于Hamilton原理,考虑射孔轰爆载荷、管柱-井壁接触及超深井高温高压环境等因素的影响,建立管柱系统纵-横-扭耦合非线性动力学模... 详细信息

在超深井射孔作业时,射孔弹爆炸瞬间产生的巨大冲击波,将引发管柱的剧烈振动行为,甚至导致管柱损坏。本文基于Hamilton原理,考虑射孔轰爆载荷、管柱-井壁接触及超深井高温高压环境等因素的影响,建立管柱系统纵-横-扭耦合非线性动力学模型。采用Newmark-β法对系统非线性离散方程组进行求解,并编制了相应的MATLAB计算程序,借助西南地区某井射孔实际数据对比验证了本模型的有效性。利用非线性模型探究了射孔轰爆载荷在超深井高温高压环境下对管柱纵-横-扭耦合振动的影响机理,结果表明:减振器合适的位置布置能有效降低管柱受力,合理布置范围应为20～25米左右;油管管径的合理选取范围为0.0889～0.0100m;射孔枪外径的合理选取范围为0.135～0.150m;油管长度的合理选取范围为150～170m;射孔枪装弹药量在15g左右最为合适。研究结果可为优化管柱及射孔工作参数,降低管柱过早失效风险提供理论支撑。

关键词：射孔管柱爆轰压力场管柱振动耦合振动米赛斯应力

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钻井管柱振动信号系统仿真研究

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石油机械 2015年第10期43卷 34-41页

作者：宋一晨吕苗荣陆健常州大学石油工程学院

为了了解管柱内部信号传递的过程与规律以及各种信号的组成,通过建立信号传递过程模型,基于Windows平台,利用Delphi开发工具开发了管柱振动系统仿真软件,对管柱振动信号进行了仿真分析,提出了开展管柱振动信号测试分析的步骤和方法,同... 详细信息

为了了解管柱内部信号传递的过程与规律以及各种信号的组成,通过建立信号传递过程模型,基于Windows平台,利用Delphi开发工具开发了管柱振动系统仿真软件,对管柱振动信号进行了仿真分析,提出了开展管柱振动信号测试分析的步骤和方法,同时利用室内管柱振动试验对该方法的有效性进行了验证。分析结果表明,管柱振动信号波形大体上分为结构类信号和传递类信号,结构类信号在时域上往往在特定的时刻出现,传递类信号往往随测量系统的变化而相应变化;在管柱物理参数不变的情况下,可以利用结构类信号来确定管柱的几何结构以及撞击信号的源特征;通过分析传递类信号的变化规律可以获得管柱长度、敲(撞)击位置、传播速度、透射系数及反射系数等各种有用信息。研究结果为新的管柱振动信号解释方法的创立创造了一定条件,也为井下管柱的故障诊断、定位,管柱系统特性参数的确定以及信号分析提供了依据。

关键词：管柱振动信号分析结构类信号信号仿真反射振动效应

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振动工况下特殊螺纹接头密封性能仿真研究

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石油机械 2023年第9期51卷 124-131页

作者：于洋屈展许富艳曹银萍窦益华刘渝西北工业大学航空学院西安石油大学石油工程学院上海城建职业学院西安石油大学机械工程学院

因管柱振动导致特殊螺纹接头密封失效的问题,传统的静力学理论无法有效解释。为此,基于能量耗散理论,考虑密封面微观接触滑移的影响,建立了锥面-锥面特殊螺纹接头有限元模型,通过振动模态分析及摩擦接触分析,研究不同模态振型与上扣扭... 详细信息

因管柱振动导致特殊螺纹接头密封失效的问题,传统的静力学理论无法有效解释。为此,基于能量耗散理论,考虑密封面微观接触滑移的影响,建立了锥面-锥面特殊螺纹接头有限元模型,通过振动模态分析及摩擦接触分析,研究不同模态振型与上扣扭矩下特殊螺纹接头的能量耗散与密封性能。研究结果表明:基于能量耗散理论,利用力-位移迟滞特性分析密封面的接触滑移状态及能量耗散,可从微观层面解释因管柱振动引发特殊螺纹接头密封性能减弱的问题;模态振型下,特殊螺纹接头密封面间的摩擦力与能量耗散均随上扣扭矩的增大而增大,且3阶模态振型的能量耗散值大于1阶模态;特殊螺纹接头密封面的位移为微米级,密封面的摩擦力-位移迟滞曲线呈“针叶”形,处于黏着与滑移共存的微观滑移状态;长期振动工况下,易造成密封面磨损,导致特殊螺纹接头密封性能减弱甚至密封失效。研究成果可为特殊螺纹接头上扣扭矩控制及动载作用下密封性能评估提供参考。

关键词：管柱振动特殊螺纹接头能量耗散密封性能接触压力模态振型有限元

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高温高压天然气开采用钛合金油管柱力学分析

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石油机械 2023年第2期51卷 115-122页

作者：胡芳婷刘强赵密锋郭文婷张伟福张强练章华中国石油塔里木油田分公司油气工程研究院中国石油集团工程材料研究院有限公司石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室中国石油集团测井有限公司长庆分公司西南石油大学

我国油气开发环境较为恶劣,油井管在井下面临高温高压、硫化氢、二氧化碳、高浓度盐水/完井液、单质硫和强酸等腐蚀环境的作用。钛合金材料以其高强度低密度、低弹性模量、优异的韧性、疲劳性能和耐蚀性,成为油井管和海洋开发工具的热... 详细信息

我国油气开发环境较为恶劣,油井管在井下面临高温高压、硫化氢、二氧化碳、高浓度盐水/完井液、单质硫和强酸等腐蚀环境的作用。钛合金材料以其高强度低密度、低弹性模量、优异的韧性、疲劳性能和耐蚀性,成为油井管和海洋开发工具的热门材料,但其在高温高压气井开采过程中的受力状态和安全可靠性研究尚不足。为此,以我国西部某油田典型高温、高压、高产量气井开采工况为典型参考环境,设计了3种油管柱结构方案,使用有限元模拟方法,计算分析3种方案下的管柱力学情况。分析结果表明,使用钛合金油管可使气井生产中的油管柱载荷减小、安全系数增大,部分时刻管柱内无中和点;使井筒与套管之间轻度接触甚至不接触,可以有效改善生产过程中管柱的振动状态。研究结果为钛合金油管柱在气井中的使用提供了理论依据。

关键词：钛合金油管管柱力学分析高温高压天然气开发管柱振动屈曲

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油田聚合物驱注入井管柱力学的研究

油田聚合物驱注入井管柱力学的研究

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作者：田世浩燕山大学

学位级别：硕士

随着油田的不断开采,绝大部分油田均处于开发末期,导致油井的含水率增高,原油产量下降。聚合物驱油技术可以很大改善驱替溶液与原油的流度比,扩大驱替溶液波及体积,从而减缓了油井采出液含水率的上升,是最为成熟有效的化学驱油方法,目... 详细信息

随着油田的不断开采,绝大部分油田均处于开发末期,导致油井的含水率增高,原油产量下降。聚合物驱油技术可以很大改善驱替溶液与原油的流度比,扩大驱替溶液波及体积,从而减缓了油井采出液含水率的上升,是最为成熟有效的化学驱油方法,目前已经在国内各大油田得到了广泛应用。为了实现对目的油井的储层注入所需的聚合物溶液,一般分为三个不同工况分别进行施工,即注聚管柱的下入过程、管柱下端封隔器的坐封过程和聚合物溶液的注入过程,为了能够实现对目的储层精确注入及每一工况安全有效的施工,有必要对每一工况过程的管柱进行动力学研究,本文针对直井不同工况过程的管柱进行了以下几方面研究:将聚合物驱注入井井筒内的流体简化成幂律流体,建立了管柱下入过程管体与接箍流体阻力计算模型,并以此为基础建立了管柱下入过程纵向振动的仿真模型,分析了管柱轴向载荷与大钩载荷的影响因素,对指导修井机下入管柱操作具有实际指导意义。建立了封隔器坐封过程中管柱内流体瞬时压力仿真模型,并以此为基础建立了流体压力为激励的管柱轴向振动仿真模型,分析了封隔器坐封过程中管柱轴向位移的变化规律与影响因素,流体密度和指数与位移呈正相关,稠度系数和流速差与位移呈负相关,对指导封隔器安装定位具有指导意义。综合考虑管柱在内压作用下的径向应变、环向应变以及泊松效应所产生的轴向应变,同时考虑日注入量要求的井下渗流边界和地面柱塞泵瞬时流量边界,建立了聚驱井注入过程管柱轴向流固耦合振动的仿真模型,分析了管柱轴向载荷的变化规律和影响因素,流体密度、稠度系数、幂律指数、渗透率和转速与最大载荷呈负相关,实现了封隔器是否发生轴向蠕动的预测。

关键词：聚合物驱注入井作业管柱管柱振动

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水平井机械式双向锚定压裂工艺研究与应用

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采油工程 2021年第4期 1-6,85页

作者：班丽李金玉孔立宏张锟王继东大庆油田有限责任公司采油工程研究院黑龙江省油气藏增产增注重点实验室

特低渗透致密储层水平井密切割重复改造大规模压裂施工过程中,随着压裂段数和施工规模的逐渐增大,因压力高、排量大、施工时间长会引起压裂管柱剧烈振动。通过分析影响管柱振动的主要因素,并结合现场施工统计可知,当压裂施工排量超过8m^... 详细信息

特低渗透致密储层水平井密切割重复改造大规模压裂施工过程中,随着压裂段数和施工规模的逐渐增大,因压力高、排量大、施工时间长会引起压裂管柱剧烈振动。通过分析影响管柱振动的主要因素,并结合现场施工统计可知,当压裂施工排量超过8m^(3)/min时,会导致下封隔器失封概率增加75%。为了提升压裂管柱的稳定性,研发了一趟管柱可实现封隔层段、压裂、重复解封、坐封多功能一体化的水平井机械式双向锚定压裂工艺技术。研制了压缩式低坐封力的压裂封隔器,提升工艺多次重复坐封、解封性能,实现了水平井大排量、长卡距、多簇压裂施工,提高了压裂管柱施工的安全性,为致密储层重复改造大规模压裂提供了有效的技术支撑。

关键词：水平井重复改造大规模压裂管柱振动低坐封力封隔器

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垂直井中连续管的纵向振动分析

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石油机械 2019年第3期47卷 124-128页

作者：周志宏殷卓成长江大学中石化江汉石油工程有限公司工程技术研究中心

直井中连续管运动时的阻尼较小,如果激励频率与固有频率相同,在较小的周期性激励下就有可能产生较大幅度的振动,这种振动有可能导致连续管的表面损伤,或加速连续管的疲劳损伤。鉴于此,建立了直井中连续管的纵向振动微分方程,经过简化,... 详细信息

直井中连续管运动时的阻尼较小,如果激励频率与固有频率相同,在较小的周期性激励下就有可能产生较大幅度的振动,这种振动有可能导致连续管的表面损伤,或加速连续管的疲劳损伤。鉴于此,建立了直井中连续管的纵向振动微分方程,经过简化,得到了连续管振动频率的特征方程,通过数值计算可以得到不同长度连续管纵向振动的固有频率。应用差分方法,计算了共振条件下振幅的增长趋势。研究结果表明:连续管下入越深,基频的频率越低;越高阶固有频率的共振,井口连续管应力振幅增加越快;激励力的频率与连续管起升或下降速度成正比,速度越大,共振时井口连续管应力振幅越大。研究结果可为连续管振动损伤预防研究奠定理论基础。

关键词：直井连续管管柱振动固有频率共振差分方法应力振幅

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