水平井眼中存下凹初彎曲鉆柱的屈曲分析

q2—31h井是青西油田第一口套管開窗側(cè)鉆的小井眼水平井,通過優(yōu)化鉆具結(jié)構(gòu)、優(yōu)選鉆井參數(shù)、強(qiáng)化鉆井液的潤(rùn)滑、攜帶能力和加密短拉以修正井壁和破壞巖屑床,總結(jié)出適合青西油田小井眼水平井的配套鉆井技術(shù),成功完成了q2—31h井的施工。

q2-31h井是青西油田第一口套管開窗側(cè)鉆的小井眼水平井,通過優(yōu)化鉆具結(jié)構(gòu)、優(yōu)選鉆井參數(shù)、強(qiáng)化鉆井液的潤(rùn)滑、攜帶能力以修正井壁和破壞巖屑床,總結(jié)出適合青西油田小井眼水平井的配套鉆井技術(shù),成功完成了q2-31h井的施工。

小井眼開窗側(cè)鉆水平井鉆井技術(shù)是在定向井、水平井、小井眼鉆井技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種綜合鉆井技術(shù),在一定程度上代表了鉆井工藝的發(fā)展水平。應(yīng)用小井眼開窗側(cè)鉆水平井鉆井技術(shù)進(jìn)行老井重鉆,使老井復(fù)活并增加產(chǎn)能,市場(chǎng)前景廣闊,經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益好,因而該技術(shù)在未來具有廣闊的發(fā)展前景。tk846ch水平井是由塔河油田老油區(qū)部署的一口小井眼開窗側(cè)鉆水平井,該井是塔河油田小井眼開窗側(cè)鉆成功的一個(gè)典型范例。

目前研究鉆柱與井壁多向接觸問題普遍采用罰函數(shù)法、間隙元法、形式剛度法和放松約束法等,其計(jì)算速度慢,難以滿足工程應(yīng)用要求。通過建立三維彎曲井眼鉆柱有限元模型和鉆柱與井壁接觸碰撞的定解條件,利用元胞自動(dòng)機(jī)的基本理論,提出了一種基于元胞自動(dòng)機(jī)的鉆柱多向接觸非線性有限元方程的求解方法。該方法具有編程簡(jiǎn)單、收斂速度快等優(yōu)點(diǎn),能夠較好地解決鉆柱在三維彎曲井眼中與井壁接觸碰撞的復(fù)雜邊界條件問題,適用于三維彎曲井眼鉆柱接觸非線性問題的求解。

集中荷載下水平彈性約束圓弧拱的屈曲分析——支承于其他結(jié)構(gòu)上的拱結(jié)構(gòu)的拱腳常受到彈性約束而出現(xiàn)水平位移，進(jìn)而影響拱的力學(xué)性能．本文得到了水平彈性約束圓弧拱承受面內(nèi)跨中豎向集中荷載作用的內(nèi)力及位移的解析解．通過構(gòu)造無量綱化柔度系數(shù)這個(gè)參數(shù)提出了計(jì)...

通過對(duì)某工程起重機(jī)立柱可能失穩(wěn)方向的分析,建立了含外伸桁架和斜拉桿的立柱屈曲分析的簡(jiǎn)化模型,并在此基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了立柱的屈曲基本方程。數(shù)值算例驗(yàn)證了方法的正確性,計(jì)算了桁架的最優(yōu)長(zhǎng)度并探討了其影響因素,得到此類立柱的最小長(zhǎng)度因數(shù)為2/3的結(jié)論。

從鉆井液影響水平井井眼凈化的根本原因出發(fā),分析了正電膠鉆井液流變性方面的獨(dú)特性,證明其完全符合水平井井井眼凈化的要求,并用現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的實(shí)例證實(shí)了這一分析的正確性。

實(shí)際工程中的鋼管都是有初始彎曲的,初始彎曲的存在會(huì)降低薄壁鋼管混凝土柱的承載力.采用能量法對(duì)具有初始彎曲管壁的屈曲性能進(jìn)行了分析,分析結(jié)果表明,初始彎曲的存在會(huì)使管壁的寬厚比降低30%左右.

以某超高層鋼結(jié)構(gòu)中箱形截面柱的鋼支架支撐結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,應(yīng)用sap2000有限元軟件建立鋼支架的模型,通過施加合理的邊界條件對(duì)鋼支架仿真模擬,進(jìn)行屈曲計(jì)算分析;屈曲分析完成后,對(duì)整個(gè)支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化研究,得出了合理的優(yōu)化結(jié)果,解決了施工單位關(guān)心的結(jié)構(gòu)屈曲等安全性問題。

為提高低滲透油氣藏的開采效率,勝利油田部署了一口小井眼長(zhǎng)水平段多級(jí)分段壓裂水平井——樊154-平1井。在介紹樊154-平1井儲(chǔ)層特征、井身結(jié)構(gòu)和井眼軌道剖面特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,認(rèn)為該井存在水平段長(zhǎng)、摩阻扭矩大、井眼尺寸小、循環(huán)壓耗高和水平段井身質(zhì)量要求嚴(yán)格等鉆井難點(diǎn),從實(shí)鉆井眼軌跡優(yōu)化、實(shí)時(shí)摩阻扭矩計(jì)算、底部鉆具組合優(yōu)選、鉆井液技術(shù)、地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)和井眼修復(fù)等方面,對(duì)該井采用的技術(shù)措施進(jìn)行了詳細(xì)介紹。該井實(shí)鉆水平段長(zhǎng)1230.00m,創(chuàng)造了勝利油田小井眼水平井水平段最長(zhǎng)紀(jì)錄,平均井徑擴(kuò)大率4.62%,儲(chǔ)層鉆遇率100%,井眼軌跡光滑,有效地保證了該井12段分段壓裂的成功實(shí)施,投產(chǎn)后穩(wěn)產(chǎn)20～30t/d,為勝利油田低滲區(qū)塊的高效開發(fā)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

某復(fù)雜高層混合結(jié)構(gòu)屈曲分析——對(duì)本工程從整體到局部進(jìn)行了屈曲分析，采用sap2000有限元分析程序?qū)Y(jié)構(gòu)進(jìn)行整體屈曲分析，綜合考慮周圍構(gòu)件的邊界約束條件，并用大型有限元軟件ansys對(duì)單根柱進(jìn)行屈曲分析，主要研究結(jié)構(gòu)中的抗風(fēng)水平桁架的彈性支承作用對(duì)所支承...

隨著施工工藝的進(jìn)步,鉆井技術(shù)也得到了很大的發(fā)展,小井眼開窗側(cè)水平井鉆井技術(shù)就是建立在已有的技術(shù)之上的一項(xiàng)新技術(shù),這種技術(shù)的產(chǎn)生標(biāo)志著鉆井工藝已經(jīng)上了一個(gè)新的臺(tái)階。本文主要針對(duì)這種技術(shù)進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)分析,旨在使人們加強(qiáng)對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)的了解,更好地將其應(yīng)用去鉆井中去,提高油井的采收率以及產(chǎn)量,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙贏。

開窗側(cè)鉆小井眼水平井鉆井技術(shù)是一種新型的綜合型鉆井技術(shù),在這種技術(shù)被開發(fā)出來之前,一般鉆井技術(shù)有定向井、水平井、小井眼鉆井等等,這些鉆井技術(shù)相對(duì)模式較為單一,而小井眼開窗側(cè)鉆水平井鉆井技術(shù)則集合了這些鉆井技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),能夠?qū)暇M(jìn)行重鉆,使得老井能被重新使用并相較于之前產(chǎn)能更高。本文將對(duì)開窗側(cè)鉆小井眼水平井鉆井技術(shù)進(jìn)行探討,簡(jiǎn)要分析其市場(chǎng)前景與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。

石油的開采經(jīng)歷了較長(zhǎng)時(shí)間，許多油井的情況發(fā)生變化，出現(xiàn)老化、報(bào)廢的情況?，F(xiàn)代的技術(shù)發(fā)展，小井眼開窗側(cè)鉆水平井鉆井技術(shù)逐步的成熟，為解決油井老化或者報(bào)廢的問題提供了新的思路。充分利用該技術(shù)能夠提高老井的產(chǎn)量及生產(chǎn)效率，恢復(fù)報(bào)廢井。本文簡(jiǎn)單闡述了小井眼水平井開窗側(cè)鉆鉆井技術(shù)的概念；工程方案設(shè)計(jì)，包括側(cè)鉆方式選擇、井眼軌跡設(shè)計(jì)、鉆具組合及鉆井參數(shù)設(shè)置、測(cè)量作業(yè)等，并提出了幾點(diǎn)質(zhì)量控制措施，包括井眼軌跡控制、鉆井液控制、摩阻及扭矩控制等，為從事小井眼開窗側(cè)鉆鉆井的人員提供一定的參考與借鑒。

針對(duì)腳手架工程常用的鋼管進(jìn)行了有限元模擬,用ansys有限元軟件模擬了該桿件在特定工況下的失穩(wěn)情況,并進(jìn)行了特征值理論計(jì)算、特征值屈曲計(jì)算及非線性屈曲分析,進(jìn)而得出不同程度初始缺陷對(duì)桿件穩(wěn)定性能的影響程度。

隨著油田勘探開發(fā)的深入，動(dòng)用儲(chǔ)量逐步轉(zhuǎn)向深層、復(fù)雜斷層、零散富集區(qū)發(fā)展，開發(fā)難度越來越大，水平井和定向井技術(shù)隨之快速發(fā)展。探討了水平井現(xiàn)場(chǎng)施工中井身剖面、井斜調(diào)整、靶點(diǎn)設(shè)置、摩阻、粘卡以及地層保護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)。水平井施工中存在很多難點(diǎn)，通過嚴(yán)格優(yōu)選鉆進(jìn)參數(shù)、合理的采用復(fù)合鉆進(jìn)，頻繁的短起下作業(yè)以及對(duì)鉆井液性能的及時(shí)調(diào)整和維護(hù)，實(shí)現(xiàn)了提高鉆井速度，減少成本，提高了鉆井效益的目的。

利用板殼理論中的hill分叉屈曲理論,建立了拉深中圓環(huán)形法蘭邊的屈曲模型,推導(dǎo)了各向同性板材的彈塑性穩(wěn)定性方程,分析了法蘭區(qū)板料屈曲的影響因素,提出了控制屈曲的方法,此屈曲模型對(duì)生產(chǎn)具有一定的理論指導(dǎo)意義

熱采水平井中套管柱受各種載荷耦合作用會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中而損壞。為此,采用有限元方法對(duì)熱采水平井彎曲段套管柱失效載荷進(jìn)行了分析。在建立套管柱受力等效模型和有限元計(jì)算模型之后,分析研究了多種載荷耦合作用下套管柱失效的臨界應(yīng)力和臨界應(yīng)變。研究結(jié)果表明,套管柱應(yīng)力值和應(yīng)變隨著地層深度的增加和注汽溫度的升高而增大,對(duì)于井眼彎曲段套管柱,井眼曲率越大,管柱應(yīng)力值和應(yīng)變?cè)酱?。建議進(jìn)行熱采水平井套管柱設(shè)計(jì)時(shí)采用高強(qiáng)度管材,以提高材料屈服極限,減小軸向應(yīng)變。

為給我國(guó)《不銹鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》中軸心受壓柱彎曲屈曲穩(wěn)定部分的編制提供依據(jù),對(duì)國(guó)外已有的同類構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法和試驗(yàn)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集和對(duì)比。結(jié)果表明:目前的歐洲不銹鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范和美國(guó)冷成型不銹鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中計(jì)算該類構(gòu)件的公式均存在一定不足。依據(jù)搜集到的199個(gè)方管、矩形管、圓管、橢圓管、焊接h形鋼和冷彎c型鋼截面柱的試驗(yàn)數(shù)據(jù),根據(jù)冷彎效應(yīng)及殘余應(yīng)力對(duì)軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定性能的影響,將構(gòu)件依據(jù)截面形式分為a、b、c三類,其中方管、矩形管和冷彎c型鋼為a類,圓管和橢圓管為b類,焊接h形鋼為c類,三類軸心受壓穩(wěn)定曲線均采用perry公式形式表達(dá)。與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比表明:采用三類曲線能較好地估算構(gòu)件的穩(wěn)定承載力且離散性較小。對(duì)提出的計(jì)算式進(jìn)行可靠度分析,結(jié)果表明其可靠度指標(biāo)β滿足我國(guó)gb50068—2001《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

分析了斜井段套管下入的難點(diǎn);通過對(duì)長(zhǎng)慶油田水平井斜井段常用套管可通過的最大井眼允許曲率及特定井眼曲率下套管可通過的最大不可彎曲長(zhǎng)度的計(jì)算,表明斜井段下套管保證套管能通過的最大井眼曲率要大于實(shí)鉆井眼的曲率,同時(shí)在斜井段下套管前有必要針對(duì)實(shí)際通井鉆具組合進(jìn)行更為合理的力學(xué)模型簡(jiǎn)化;采用加權(quán)平均法計(jì)算了多種通井鉆具組合的等效慣性矩,得到了不同通井鉆具組合與套管的剛度匹配系數(shù),為水平井斜井段套管順利下到預(yù)定位置提供理論支撐。

隨著水平井鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展，已經(jīng)成為開發(fā)各種類型油氣藏的最主要技術(shù)手段，近年來隨著非常規(guī)致密油氣藏開發(fā)的不斷深入，以及國(guó)家“新兩法”的頒布實(shí)施，叢式水平井已經(jīng)成為油氣田開發(fā)的主要技術(shù)手段，同時(shí)，叢式水平井三維繞障軌跡也帶來了一系列新的技術(shù)難題，其中完井管柱與井眼相容性問題，成為制約完井管柱順利下入，提高完井質(zhì)量的關(guān)鍵因素。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，鉆井技術(shù)也得到了很大的發(fā)展。小井眼開窗側(cè)鉆水平井鉆井技術(shù)的應(yīng)用，為解決油井老化或者報(bào)廢的問題提供了新的思路。本文主要就小井眼水平井開窗側(cè)鉆鉆井技術(shù)進(jìn)行解析。