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更新時(shí)間：2024.12.22
套管磨損與水泥環(huán)缺陷位置對(duì)套管應(yīng)力的影響

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以APDL為開發(fā)工具建立有限元模型,系統(tǒng)研究了非均勻地應(yīng)力場(chǎng)中套管內(nèi)壁磨損位置與水泥環(huán)缺陷位置對(duì)套管應(yīng)力的影響規(guī)律。以塔里木油田迪娜2井5000m井深處為實(shí)例進(jìn)行分析,結(jié)果表明,在一定磨損程度下,套管內(nèi)最大等效應(yīng)力總是在最大地應(yīng)力方位取得最小值,在最小地應(yīng)力方位取得最大值,工程中假設(shè)磨損位置在最小地應(yīng)力方位是偏于安全的;水泥環(huán)缺陷明顯改變了套管應(yīng)力的分布規(guī)律,當(dāng)套管磨損位置與水泥環(huán)缺陷位置角度相等時(shí),套管內(nèi)的應(yīng)力最大,為最危險(xiǎn)工況。

套管與水泥環(huán)內(nèi)壓下熱彈塑性分析

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在一定的注汽壓力下,隨著熱蒸汽的注入,熱采井中套管與水泥環(huán)的溫度逐漸升高,特別是封隔器失效及注汽段處,套管與水泥環(huán)的溫度甚至可達(dá)350℃,產(chǎn)生的熱應(yīng)力足以使水泥環(huán)發(fā)生塑性變形而失效。當(dāng)水泥環(huán)降至初始溫度(注汽前)時(shí),就會(huì)產(chǎn)生永久的塑性變形。文章運(yùn)用彈塑性力學(xué)以及熱力學(xué)基本理論,建立了套管-水泥環(huán)耦合模型,分析了套管與水泥環(huán)的應(yīng)力分布,推導(dǎo)了冷熱膨脹后水泥環(huán)內(nèi)部的塑性變形方程,并以遼河油田常規(guī)注汽以及油井參數(shù)為例,借助Ansys及Matlab軟件確定各項(xiàng)參數(shù),得出了不同隔熱方式下交界面處的微間隙值,為防套損及井下氣竄提供了理論依據(jù)。

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