【摘 要】
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油气作为不可再生能源,在国民经济中扮演着重要的角色,在油气的钻采作业中,井筒内管柱的屈曲问题一直是石油工程界研究的重点,大多数学者都是通过简化模型来研究管柱的静力屈曲。然而,偶尔会出现管柱断脱或溜钻等意外的情况,导致管柱沿井筒下滑,最后撞击井底。在此工况下,管柱受到瞬时的冲击载荷,可能导致管柱产生动态的正弦、螺旋屈曲,甚至可能发生塑性变形或断裂,影响油气的开采或井下作业。管柱撞击井底属于油气井管柱
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“油气井管柱冲击动力问题研究（51974277）”
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油气作为不可再生能源,在国民经济中扮演着重要的角色,在油气的钻采作业中,井筒内管柱的屈曲问题一直是石油工程界研究的重点,大多数学者都是通过简化模型来研究管柱的静力屈曲。然而,偶尔会出现管柱断脱或溜钻等意外的情况,导致管柱沿井筒下滑,最后撞击井底。在此工况下,管柱受到瞬时的冲击载荷,可能导致管柱产生动态的正弦、螺旋屈曲,甚至可能发生塑性变形或断裂,影响油气的开采或井下作业。管柱撞击井底属于油气井管柱冲击动力问题,针对此问题,本文通过室内试验的方法展开研究。研制了管柱撞击井底的管柱动态屈曲试验台,采用高弹性硅胶棒作模拟管柱,进行了垂直井和斜直井中管柱撞击井底的动态屈曲试验,通过数字图像相关技术（DigitalImageCorrelation）测得了不同直径、配重不同质量砝码的模拟管柱在垂直井（井底为刚体/非刚体、井筒中充满水/空气）及不同井斜角的斜直井中坠落冲击井底的动态位移值、应变值以及速度值。试验结果表明:管柱冲击井底会产生多个撞击周期,第一次撞击井底的应变、轴向压缩量、轴向速度的峰值最大,在后面几次的撞击中逐渐减小;管柱撞击井底发生屈曲变形时,底部先发生变形,随后向上传播,压缩量...
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