大排量壓裂井下油套管柱力學分析.pdf

1、本文針對深井壓裂井下管柱存在的問題，指出壓裂管柱的安全評價的重要性，從以下五方面進行研究：
　　 (1)針對管柱的邊界約束條件，利用管柱力學的理論研究成果，分析壓裂管柱的屈曲狀態(tài)，并根據(jù)壓裂工況參數(shù)分析管柱的強度安全性。
　　 (2)對技術(shù)套管磨損剩余強度的分析，搞清磨損套管的擠毀機理，在不同的擠毀機理情況下，采取不同的算法，得到磨損套管的剩余抗擠強度。
　　 (3)射孔孔眼的存在降低了射孔段套管抗擠強度，針對不

2、同的射孔參數(shù)，利用管桿相似理論、彈性力學得到相應(yīng)的射孔套管剩余承載能力系數(shù)，并考慮孔邊應(yīng)力集中的影響，得出射孔段套管的剩余抗擠強度。
　　 (4)根據(jù)井身結(jié)構(gòu)的特點，分別分析自由段套管和固井段套管的邊界條件，由水泥石參數(shù)、套管規(guī)格、壓裂工況參數(shù)(管內(nèi)流體密度、井口壓力、井口溫度)確定工作載荷，利用彈塑性力學理論，對整段油層套管安全性評價。
　　 (5)深層壓裂封隔器定位與密封安全性分析。進行了卡瓦受力狀態(tài)的分析、卡瓦在井

3、下錨定后套管內(nèi)的應(yīng)力分布和封隔器卡瓦作用下套管的強度分析，為優(yōu)選卡瓦、坐封力，避免套管損壞，提供了依據(jù)。以封隔器、卡瓦、水力錨為研究對象，分析其在壓裂過程中的“上頂力”，分析“牙”的受力與失效形式，并進行了初步的實驗。為正確使用封隔器、合理組合管柱，防止封隔器移位與環(huán)空竄漏提供了依據(jù)。
　　 在上述五個專題研究的基礎(chǔ)上，指出了深井壓裂中工具彎曲、封隔器膠筒失封、套管擠毀、射孔卡槍等的主要原因，提出了壓裂管柱組合的指導(dǎo)性意見，提出