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《西安石油大学》 2016年
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中间封隔器对水平井多封隔器管柱力学性能影响分析

刘凯强  
【摘要】:在水平井试油、完井生产过程中,当多封隔器管柱受到较大轴向力作用时,管柱易发生挤毁、破裂等井下事故,由于目前国内关于中间封隔器对水平井多封隔器管柱受力影响方面的研究还比较少,因此,本文以水平井多封隔器管柱为研究对象,运用材料力学理论对中间封隔器发生有限移动时管柱的受力进行分析。首先,采用解析法和空间几何理论建立了管柱空间力学模型,导出水平井多封隔器管柱轴向力和侧向力计算公式,利用MATLAB自主编制的水平井管柱力学分析软件分析了上提、下放过程中管柱力学特性。分析表明管柱下放时轴向力随井深先增大后减小;管柱上提时轴向力线性减小;管柱侧向力在弯曲段和狗腿段均出现急剧增大现象,在水平段趋于恒定。其次,采用纵横弯曲连续梁理论建立了压裂过程中水平井多封隔器管柱力学模型,得到了中间封隔器发生有限移动后水平井多封隔器管柱各管柱段最大挠度、轴向应力和最大弯矩计算方法,并依据该方法进行了相应的算例分析。分析表明当中间封隔器发生有限移动时,水平井多封隔器管柱轴向应力与中间封隔器的移动距离成正比,封隔器移动方向上管柱最大轴向应力和挠度增大,相反方向减小。最后,文章总结了水平井多封隔器管柱在上提、下放以及当中间封隔器发生有限移动时管柱的受力变化规律,为水平井多封隔器管柱的安全应用提供了参考。
【学位授予单位】:西安石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TE931.2

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