高产气井完显示器管柱动力学分析及安全评价与控制技术研究

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高产气井完井管柱是高速气体流通的通道。由于储层供给、流量及压力的变化、高产气井高速气流激励,加之频繁的开关井作业,高产气井完井管柱在动载荷作用下工作。有高速气体流过的管柱,动力学问题是其重要研究内容。为了了解动载荷作用下完井管柱的力学性能、管柱能否承受完井作业载荷、完井管柱能否长期工作,本文对高产气井完井管柱进行动力学分析。具体内容如下:   首先,由于分析管柱振动中需对管柱构型准确定义,本文在考虑接头影响下,对管柱屈曲进行分析,准确描述管柱屈曲载荷、弯曲构型,并与以往屈曲研究进行分析对比。   然后,分析高产气井完井管柱振动情况,通过理论分析研究管柱振动的主要形式和原因,从而为后期的安全评价与控制技术提供依据;考虑边界条件、内外压等影响因素,建立高产气井完井管柱振动模型;并采用解析法求解,并对其振动特性进行分析说明。   接着,运用ANSYS有限元软件建立高产气井完井管柱模型,将载荷测试器实测载荷数据,通过Table Array导入ANSYS中,并用瞬态分析法分析管柱在实测载荷下受力和变形情况,给出管柱应力、位移、变形分布图,并根据分析结果对该工况下管柱进行校核。   为了与动力学理论分析数据对比、验证,研制管柱振动测试器;并在塔里木油田TB4气井和DN2—16气井实测生产过程中井下管柱振动情况,与理论分析结果吻合很好。   最后,基于上述高产气井完井管柱动力学分析及管柱静力学分析,从管柱配置、坐封参数设计、生产参数控制等方面提出建议,以确保高产气井完井管柱安全工作。
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