高壓高產(chǎn)氣井試氣用油管柱抗擠毀性能研究.pdf

1、最近幾年，一些高壓高產(chǎn)氣井在反循環(huán)洗井或試氣放噴過(guò)程中，出現(xiàn)了油管（材質(zhì)性能符合API標(biāo)準(zhǔn)）被擠毀的現(xiàn)象。本文對(duì)此類失效油管進(jìn)行了失效分析，查找出了失效原因，提出了有效地改進(jìn)措施。
　　分別對(duì)案例一與案例二中的失效油管進(jìn)行了材料性能分析，案例一中失效油管抗拉強(qiáng)度低于標(biāo)準(zhǔn)，其它性能均符合標(biāo)準(zhǔn)要求;案例二中失效油管材質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。經(jīng)分析后認(rèn)為油管產(chǎn)生擠毀的原因并非完全由材料強(qiáng)度較低所致。
　　利用ANSYS建立了套管有限元模型

2、，分析了幾何尺寸（外徑、壁厚、橢圓度和壁厚不均度）、屈服強(qiáng)度、軸向載荷對(duì)油套管抗擠毀性能的影響。
　　采用Fluent軟件建立了5組模型，對(duì)氣柱上移的過(guò)程進(jìn)行了模擬。通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn):若油管底部高壓氣體是以一小段氣柱形式上升，而且油管底部有一定的堵塞，則氣柱上移時(shí)體積將不斷膨脹，其壓力也迅速減小，導(dǎo)致油管內(nèi)外壓差變大。
　　本文對(duì)油管的工作載荷（外壓、內(nèi)壓以及軸向載荷）進(jìn)行了詳細(xì)地計(jì)算，并利用三軸抗擠強(qiáng)度公式計(jì)算出油管抗擠強(qiáng)度值

3、。利用ANSYS計(jì)算出同等工作載荷作用下油管的抗擠強(qiáng)度值。由兩種方法計(jì)算結(jié)果可知:當(dāng)油管底部通道堵塞時(shí)，環(huán)空泵壓達(dá)到49MPa，油管外壓（油管斷裂處）將達(dá)到61 MPa，此時(shí)油管極易被擠毀。
　　在失效分析和理論計(jì)算分析的基礎(chǔ)上，得出以下結(jié)論:失效油管產(chǎn)生擠毀的原因并非完全由材料強(qiáng)度較低所致，造成井下油管擠毀的原因與井下復(fù)雜的工作載荷（油管內(nèi)外壓差較大，多種附加軸向力）作用有關(guān)。提高材料強(qiáng)度、增加油管管體壁厚、適當(dāng)擴(kuò)大油管直徑（排