水锤激励下压裂管柱振动响应特性研究

• 作者: 曹银萍 王继鹏 窦益华 黄宇曦
• 来源期刊: 机床与液压
• 学科: 物理学
• 关键词: 管柱 压裂 水锤 特征线法 振动
• 年，卷（期）: 2019,（18）
• 页码范围: 1-7
• 页数: 7页
• 分类号: O353.1
• 字数: 848字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.18.001

摘要

启停泵工况下,由于边界条件突变,压裂管柱内初始流动平衡体系被打破,产生水锤现象,从而造成管内液体流动参数随时间突变.水锤现象将引起管柱的剧烈振动,严重时甚至会造成管柱破裂与失效.为定量分析启停泵工况下压裂管柱的水锤效应及振动响应,建立了压裂液-管柱的流固耦合四方程模型,采用特征线法和空间插值法分析了井口及不同井深处管柱内的流速、动压力、轴向振动速度以及轴向附加应力的变化规律.研究结果表明:启泵过程中,由于压裂泵组排液流量具有一定周期性,会引起压裂管内液体流动压力变化,从而产生管柱附加应力,可能引发管柱振动;压裂液的压力波动值及管柱轴向振动速度随着井深的增加而减小.停泵阶段,受管内液体压力积聚影响,井口附近产生水锤压力波,并向井下传播,此时井口压力变化值最大,井底最小.此外,受管内压力变化影响,压裂管柱产生附加轴向拉力,且井口处最大、井底处最小.相较启泵工况,停泵工况更容易对管柱产生破坏.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	窦益华	西安石油大学机械工程学院	182	950	15.0	24.0
2	曹银萍	西安石油大学机械工程学院	64	219	9.0	12.0
3	王继鹏	西安石油大学机械工程学院	1	0	0.0	0.0
4	黄宇曦	西安石油大学机械工程学院	2	4	1.0	2.0