布孔參數(shù)對篩管強度影響的研究及優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、機械防砂是油田生產(chǎn)常用的防砂工藝,而篩管在機械防砂中占據(jù)重要地位,它既是流體的通道,又是承受外部壓力的承壓構(gòu)件。篩管在其下井以前,需對基管進行螺旋鉆孔,孔眼的存在破壞了管體的均勻性和一致性,而且不同的鉆孔參數(shù)對篩管強度的影響也不同。篩管在井下工作一段時間會出現(xiàn)孔眼堵塞、腐蝕甚至變形等情況,為了增大滲透率,保證油氣產(chǎn)能比,需要進行井下的二次射孔作業(yè),而二次射孔時新孔和舊孔的相對位置不同時,對篩管的剩余強度影響也大不相同。因此研究地面鉆孔及

2、井下二次射孔對篩管剩余強度的影響并得出鉆孔和射孔參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計,對延長篩管的使用壽命和提高油田的生產(chǎn)效率具有重要的指導(dǎo)意義。
　　 本文首先根據(jù)彈性力學(xué)的理論,將篩管三維力學(xué)模型簡化為平面孔板力學(xué)模型,推導(dǎo)出篩管抗擠強度系數(shù)的理論公式,并應(yīng)用一實例進行計算,得出孔密、孔徑和相位角與抗擠強度系數(shù)的關(guān)系曲線,初步得出鉆孔參數(shù)對篩管強度的影響規(guī)律。其次,借助有限元分析軟件ANSYS,建立不同布孔參數(shù)的篩管的有限元模型,分析外擠載荷下篩

3、管的應(yīng)力集中系數(shù),明確孔徑、孔密及相位角與篩管抗擠強度的關(guān)系,為篩管的優(yōu)化設(shè)計提供合理的重要依據(jù)。再次,根據(jù)油田生產(chǎn)實際工況,建立了不同規(guī)格的篩管在常規(guī)開采、注水和壓裂等不同工況條件下的限元數(shù)學(xué)模型,分析了實際工況下篩管的剩余強度和應(yīng)力集中系數(shù),分析研究結(jié)果為預(yù)防篩管損壞和現(xiàn)場施工提供了一定的理論依據(jù)和指導(dǎo)。最后,建立了井下二次射孔時新舊兩孔不同位置的有限元模型,模擬分析在相同外載時不同的射孔位置對篩管剩余強度的影響,得出二次射孔參數(shù)優(yōu)