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《中国石油大学》 2007年
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复杂井况下套管的可靠性与风险评估研究

高进伟  
【摘要】: 复杂井况下套管的可靠性分析与风险评估是全面评价套管在多因素复杂工况井中的安全可靠性能和预期寿命,有效预防套管失效,提高套管可靠性,延长套管寿命的重要应用型理论与技术研究工作。首先,在现有研究基础之上,通过资料统计和理论推导,得出了各种典型载荷对套管损坏的作用机理及影响规律,获得了多种因素对套管强度的影响规律;研究了套管多种载荷的形成与影响因素,尤其是采用振型分解反应谱理论和地震等效静载荷法计算分析了地震作用对套管轴向载荷和横向载荷的影响。其次,由于套管强度和载荷具有一定的随机性,以概率和可靠性理论为基础,采用随机数值模拟和理论计算等方法分析了套管强度的随机性及其影响因素,得出了套管各种强度的分布规律和分布参数,套管属性的随机性对套管强度随机性的影响规律,给出了API套管各种强度的可靠度结果;通过理论推导和相关经验公式,分析了典型载荷的概率模型,得到了其随机性分布规律。结果表明,套管属性的随机性越大,则套管强度的可靠性越低;套管抗挤强度和抗拉强度API值的可靠度比较符合工程实际,但抗内压强度API值的可靠度偏高;套管载荷一般服从正态分布,其随机性取决于预测的准确性。再次,通过分析套管柱的基本失效形式,建立了极限状态方程,确定了失效概率计算方法,得到了套管强度和载荷的随机性对其可靠性的影响规律,确定了套管可靠度与安全系数之间的关系;通过故障树分析,建立了套管柱系统的可靠度模型,完善了套管可靠性设计的基本方法与步骤;建立了基于Borda序值的套管风险评估的模糊综合定量分析方法及其模型,综合分析了套管各风险因素的影响程度和发生概率,同时考虑了人为因素等难以量化或资料不完备的风险因素;对部分复杂井况下套管的可靠度和风险情况进行了实例计算和验证,计算结果表明该可靠度模型和风险评估模型均具有较好的可信度,且二者具有很强的互补性。然后,通过支持向量机技术,结合套管的风险影响因素分析结果,建立了基于支持向量机的套管寿命学习-预测方法和模型;通过多个套管损坏井的样本训练学习,对实际套管的寿命进行了预测,完善了寿命预测模型的基本参数。最后,根据上述研究成果,采用动态数据库技术、优化筛选技术和计算机图形学,完成了配套软件“复杂井况下套管可靠性与安全分析”的开发,并将其成功应用于相关实例的计算中。此外,鉴于在役套管监测在套管安全评价中的作用,以及水平井井下仪器送进的实际困难,通过理论分析、计算机仿真和模型试验,开发了结构简单、紧凑、可靠性高,且具有较宽井眼直径适应能力和较大驱动力的水平井井下爬行器,用于套管监测仪器在大斜度和水平井段的输送。
【学位授予单位】:中国石油大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TE931.1

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 郭印同;盐膏岩地层油气井套管损坏机理研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 杨光;南方海相地区套管强度优化设计[D];中国石油大学;2010年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 杨龙;套管失效机理研究[D];西南石油学院;2003年
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中国硕士学位论文全文数据库 前5条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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10 同长虹;考虑原始误差与磨损的机构运动可靠性分析[D];兰州理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 李友;数控机床床身系统动态特性分析[D];长春理工大学;2010年
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10 宋鲁涛;精密卧式加工中心的动态特性分析[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前9条
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中国硕士学位论文全文数据库 前6条
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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2 张凤伟;盐岩储气库套管的破坏模式和安全性分析[D];山东大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 韩建增;套管抗挤强度研究[D];西南石油学院;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 易程;高科技风险投资风险分析与评价的适用方法研究[D];武汉理工大学;2002年
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 毛捍东;陈锋;张维明;黄金才;;信息安全风险评估方法研究[A];中国信息协会信息安全专业委员会年会文集[C];2004年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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4 通讯员 陈军 吴建武 李湘;泰兴:稳定风险评估 化解涉检上访[N];泰州日报;2009年
5 通讯员 董利平 本报记者 宋黎胜;定海风险评估为基本药物制度“护航”[N];健康报;2011年
6 本报记者 王世鹏 实习生 王莹 通讯员 赵俊明 王维;风险评估势在必行[N];联合日报;2009年
7 风帆 马丹;风险评估 和谐法治的气象预报[N];宝鸡日报;2010年
8 记者 简工博;重大决策前先评估对群众影响[N];解放日报;2011年
9 刘菁;欧洲央行行长:全球金融市场风险评估水平较低[N];经济参考报;2007年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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4 卜淑珍;内部审计与企业风险管理[D];厦门大学;2006年
5 郝润强;房地产企业风险管理[D];北京交通大学;2008年
6 胡岚岚;船舶压载水生态风险评估[D];大连海事大学;2008年
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