稠油热采是国内外稠油开发的主要方式,目前常用的热处理油层采油技术主要有注热流体和火烧油层两类方法。其中注蒸汽处理油层采油方法根据其采油工艺特点,主要包括蒸汽吞吐和蒸汽驱两种方式。然而各油区热采井在注蒸汽开发后均出现不同程度的井口抬升和上窜问题,在一定程度上对油井生产和集输造成一定影响。因此,对热采井井口抬升问题进行调研和分析,而补偿器的形式有很多种,如何合理布置补偿器才能获得更大的补偿量也本文要研究的制定井口抬升防止措施,对热采井生产和开发具有重要意义。针对稠油管线井口抬升问题,本文是通过补偿井口抬升量的方法来防止井口抬升引起的管线泄漏问题。通过在井口管线上设置补偿器来补偿井口抬升量。(1)稠油管线有限元方法研究分析整体稠油井口管线及补偿器的结构、应力和变形情况,得到稠油管线在实际运行时的受力状态。采用基于热耦合的管线有限元方法,对其进行温度场分析,为管线提供正确的温度载荷;采用接触非线性的计算方法对补偿器进行密封性能分析。使用对比分析的方法选择合适的单元,建立稠油管线和补偿器模型的三维有限元模型。(2)稠油井口位移管系整体受力分析选用空间管道单元对稠油井口位移补偿管系进行离散。使用管道单元建立整体管系三维模型,并提出确定井口最大补偿量的方法,由此计算出最大井口位移抬升量。最后对补偿管系的温度场和应力变形进行模拟分析。(3)基于旋转补偿器的管线位移研究为了真实、准确的模拟旋转补偿器,本文对旋转补偿器的结构做简化处理,采用材料非线性和接触非线性方法,使用实体单元分别对轴向补偿器和万向补偿器单独进行模拟计算。然后根据不同工况对其进行强度校核,并分析其密封性能。同时指出万向补偿器对比轴向补偿器在空间补偿上的优势,并提出了对万向补偿器的改进意见。(4)稠油井口地面管系井口抬升量影响因素研究优化井口位移管系布置方式,建立多判别条件,多变量的目标函数。在补偿量最大的目标下,分析了多种不同的井口管系设置方案,包括改变直管臂和旋转臂的长度、管道固定支墩高度等。对管线进行优化设计,实现井口抬升量的最大补偿。