完井作业油管柱失效的力学机理——以塔里木盆地某高温高压井为例

• 作者: 杨向同 沈国阳 沈新普 王克林 耿海龙 邓鹏
• 来源期刊: 天然气工业
• 关键词: 高温高压井 管柱失效 水力压裂 三维有限元 屈曲 热膨胀 疲劳 安全系数 塔里木盆地
• 年，卷（期）: 2018,（7）
• 所属期刊栏目: 钻井工程
• 页码范围: 86-92
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3787/j.issn.1000-0976.2018.07.012

摘要

塔里木盆地某高温高压井井深约7 000 m、地层温度180℃、地层压力120MPa,该井在完井作业中发生两处油管工厂端丝扣根部断裂的工程问题.如何从管柱变形与应力变化进行解释并提出应对措施,进而保证管柱完整性和保障安全生产是一个值得讨论的问题.为此,采用有限单元法进行管柱的三维力学数值分析,建立起三维有限元管柱力学模型,模拟完井作业中下封隔器坐封、压裂、测试3个工况下的管柱结构变形,分析管柱系统的位移和应力的变化规律,进而基于疲劳强度计算的理论公式得出了疲劳安全系数的计算公式.研究结果表明:①依据该井完井管柱各处的轴向应力有限元数值计算结果,得到了各弯曲应力部位的疲劳安全系数值;②测试作业各油管段的疲劳安全系数都大于3,属于安全状态;③断裂的2段油管疲劳安全系数值分别为1.99和1.11,处于预警区,而其他管段的疲劳安全系数均大于1.99,属于安全区.结论认为,该方法为具有类似结构的超深高温高压井的管柱力学设计提供了有效的分析手段.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	杨向同		23	181	8.0	13.0
2	沈新普		4	1	1.0	1.0
3	沈国阳		2	0	0.0	0.0
4	耿海龙		2	0	0.0	0.0
5	王克林		5	4	1.0	2.0
6	邓鹏		3	15	2.0	3.0