油气井杆管柱力学及应用
2020-08-31 16:39:38 0 举报AI智能生成
油气井杆管柱力学及应用
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大纲/内容
十 下部钻具力学分析与井眼轨道控制
一 井眼轨道控制的研究目标和研究概况
一、井眼轨迹控制理论的研究目标
二、井眼轨道控制理论的研究概况
三、下部钻具三维力学分析方法
二 下部钻具三维力学分析的微分方程
一、补充假设
二、坐标系
三、微分方程
三 下部钻具三维小挠度静力学分析
一、数学模型
二、加权余量解
三、钻头扭矩的计算
四、计算示例
四 下部钻具三维大挠度静力学分析
一、数学模型
二、加权余量解与解析解的比较
三、下部钻具大挠度力学分析的加权余量解
四、计算示例
五 下部钻具三维小挠度动力分析
一、补充假设
二、微分方程
三、边界条件及连续条件
四、钻头的侧向力和转角
六 钻头与地层相互作用模型
一、地层各向异性和钻头各向异性
二、正交各项异性地层与钻头相互作用模型
三、可钻性呈椭球形分布的地层与钻头相互作用模型
四、正交各项异性地层三维钻速方程的反演模型
五、各向同性地层三维钻速方程
七 井眼轨道预测与控制方程
一、影响因素分析
二、地层各向异性指数和钻头各向异性指数的确定
三、井眼轨迹的预测与控制目标函数
八 下部钻具三维小挠度静力学分析软件
一、用途
二、输入参数
三、输出参数
四、计算示例
九 井眼轨道预测软件
一、用途
二、输入参数
三、输出参数
四、应用实例
十一 热采井管柱力学分析
一 井筒—地层热学计算的理论数学模型
一、基本假设
二、几何模型
三、坐标系
四、湿蒸汽
五、套管和地层岩石
二 井筒—地层热学计算的简化数学模型
一、油管内流体
二、地层
三、井筒—地层温度场的加权余量解
三 套管柱力学分析
一、套管柱在井下的受力状态
二、基本假设
三、坐标系
四、套管的载荷和套管内的应力
五、套管的强度校核
六、应用实例
四 注汽管柱力学分析
一、注汽管柱在井下的受力状态
二、基本假设
三、坐标系
四、注汽管柱的载荷和稳定性
五、注汽管柱的强度校核
六、应用实例
十二 防止套管热破坏的预膨胀固井技术
一 理论模型
一、基本假设
二、基本力学公式
三、常规固井过程中套管内壁应力和外壁位移
四、预膨胀固井过程中套管内壁应力和外壁位移
五、注汽、采油等生产过程中套管内的应力
六、强度校核
七、预热功率
二 计算示例
一、常规固井
二、预压固井
三、半预热固井
四、预热时间与预热功率
五、预热与预压联合作用效果
三 施工程序
十三 膨胀筛管力学分析
一 膨胀筛管及变形描述
二 变形过程力学分析
一、变形前结点宽度
二、变形后结点的宽度
三、变形后缝宽
四、胀管过程轴向拉力
五、收缩过程轴向拉力
六、膨胀筛管承受外挤压力
三 膨胀筛管力学分析程序
附录A 符号说明
附录B 两端铰支中心压杆的平面屈曲
附录C 非线性最小二乘最优化方法
附录D 热力学基本数据
附录E 国际单位制的基本单位
一 油气井井眼轨道和杆管柱的运动状态
一 井眼轨道的描述与计算
一、井眼轨道的描述方法
二、井眼轨道各参数之间的关系
二 油气井杆管柱
一、钻柱
二、套管柱
三、油管柱
四、抽油杆柱
三 油气井杆管柱的运动状态
一、油气井钻采过程
二、油气井杆管柱的运动状态
四 钻柱及钻头的涡动
一、基本假设
二、涡动角速度
五 钻柱运动状态的判别
二 油气井杆管柱的载荷与失效
一 油气井杆管柱的载荷
一、轴向力
二、弯曲应力
三、离心力
四、扭矩
五、纵向振动
六、扭转振动
七、横向振动
八、动载
九、杆管柱与井壁的正压力和摩擦力
十、内外压力
十一、热应力
二 油气井杆管柱的失效方式
一、塑性变形
二、断裂
三、黏扣
四、磨损
五、腐蚀
六、脱扣
七、螺纹漏
三 油气井杆管柱动力学基本方程及应用简况
一 油气井杆管柱动力学基本方程
一、基本假设
二、坐标系
三、几何方程
四、运动平衡方程
五、本构方程
二 动力学基本方程应用简况
一、油气井杆管柱的稳定性
二、油气井杆管柱的拉力和扭矩
三、下部钻具力学分析
四、有杆泵抽油系统井下工况诊断与预测
五、钻柱振动
六、热采井管柱力学分析
四 钻柱自转和公转诱发牛顿液体层流流动的数学模型
一 钻柱自转和公转诱发牛顿液体层流流动数学模型
一、基本假设
二、坐标系
三、微分方程
四、边界条件
五、应用举例
二 钻柱与钻井液相互作用研究进展
五 油气井杆管柱的静力稳定性
一 斜直井中杆管柱屈曲的微分方程
一、补充假设
二、坐标系
三、微分方程
二 水平井段杆管柱几何线性屈曲的数学模型
一、补充假设
二、坐标系
三、微分方程
四、边界条件
三 水平井段杆管柱几何非线性屈曲的数学模型
一、补充假设
二、坐标系
三、微分方程
四、边界条件
四 斜直井段杆管柱正弦屈曲和螺旋屈曲的临界载荷
一、水平井段杆管柱正弦屈曲的临界载荷
二、水平井段杆管柱螺旋屈曲的临界载荷
三、水平井段杆管柱的稳定性判别
四、斜直井段杆管柱的稳定性判别
五、水平井段杆管柱螺旋屈曲后的螺距和与井壁的接触压力
五 无重杆管柱的几何线性螺旋屈曲
一、补充假设
二、坐标系
三、微分方程
四、边界条件
五、解答
六 无重杆管柱的几何非线性螺旋屈曲
一、补充假设
二、坐标系
三、微分方程
四、边界条件
五、解答
七 油气井杆管柱的稳定性与纵横弯曲
一、压杆稳定与纵横弯曲的概念
二、油气井杆管柱的受力状态
三、油气井杆管柱的稳定性
四、油气井杆管柱的纵横弯曲
五、用平面假设研究油气井杆管柱的稳定性存在的问题
八 近期国内钻柱静动力分岔研究及存在问题
一、扭矩对钻柱静力分岔的影响
二、垂直井中旋转钻柱受拉段分岔
三、铅垂井段钻枉的动力分岔
四、铅垂井段钻柱的混沌运动
五、水平井段钻柱的混沌运动
六、总结
九“压不弯钻铤”缺乏理论基础
一、“压不弯钻铤”理论分析
二、室内模拟试验结果及分析
三、“压不弯钻铤”的结构
四、结论
六 油气井杆管柱的稳态拉力—扭矩模型及应用
一 油气井杆管柱的稳态拉力—扭矩模型
一、基本假设
二、坐标系
三、几何方程
四、运动平衡方程
五、本构方程
六、杆管柱拉力—扭矩微分方程
七、杆管柱与井眼摩擦系数的处理
八、边界条件
二 钻柱强度校核
一、轴向拉力产生的拉应力
二、扭矩产生的剪应力
三、井眼弯曲产生的弯曲应力
四、钻柱屈曲产生的应力和接触压力
五、钻井液内压力产生的拉应力
六、应力强度
七、安全系数
三 钻柱减磨措施
一、钻柱磨损概述
二、优选钻柱组合、钻进参数和井眼轨道的目标函数
三、减磨护箍的布置
四 井下工况监测
一、井下复杂情况与地面信号的关系
二、监测井下复杂状况的参数及获取
三、井下工况综合判别
五 定向井钻柱力学分析与井下工况监测软件
一、用途
二、输入参数
三、输出参数
四、应用实例
六 大修井技术参数设计软件
一、用途
二、输入参数
三、输出参数
七 井下作业油管柱力学分析
一 油管温度分布的数学模型
一、注入过程
二、反排过程
三、其他过程
二 油管内及环空水力计算
一、油管内流
二、环空流
三 封隔器的活塞效应产生的轴向阻力
一、基本假设
二、封隔器的活塞效应在断面上产生的压力差和轴向力
四 油管下入过程的受力与变形分析
一、油管拉力—扭矩微分方程
二、连续条件
三、边界条件
四、油管自锁状态的判别
五、油管的轴向变形
六、油管的强度校核
五 油管起出过程的受力与变形分析
一、油管拉力—扭矩微分方程
二、连续条件
三、边界条件
四、油管的轴向变形
五、油管的强度校核
六 施工作业过程中油管的受力与变形分析
一、油管拉力—扭矩微分方程
二、边界条件
三、油管的轴向变形
四、油管的强度校核
七 油管柱优化设计
八 井下作业油管柱力学分析软件
一、用途
二、输入参数
三、输出参数
四、应用实例
八 钻柱的振动
一 钻柱纵向和扭转振动的微分方程
一、补充假设
二、力学模型与坐标系
三、微分方程
二 钻柱纵向振动的数学模型
一、微分方程
二、连续条件
三、周期性条件
四、边界条件
五、分离变量解
六、激励位移法
七、激励力法
三 钻柱扭转振动的数学模型
一、微分方程
二、连续条件
三、周期性条件
四、边界条件
五、分离变量解
四 钻柱纵向与扭转耦合振动的数学模型
一、一维有阻尼波动方程
二、连续条件
三、周期性条件
四、边界条件
五 钻柱纵向与扭转振动分析软件
一、用途
二、输入参数
三、输出参数
四、钻柱纵向振动频谱分析
五、钻柱扭转振动频谱分析
六、减振器的位置对钻柱纵向振动的影响
七、钻井液的黏度对钻柱纵向振动的影响
九 定向井有杆泵抽油系统井下工况力学分析
一 有杆泵抽油系统井下工况力学分析的微分方程
一、补充假设
二、坐标系
三、几何方程
四、运动平衡方程
五、本构方程
六、定向水平井抽油杆柱纵向振动的微分方程
二 定向井有杆泵抽油系统动态参数诊断技术
一、抽油杆柱纵向振动的微分方程组
二、抽油杆连接处的连续条件
三、初始条件
四、边界条件
五、抽油杆的弯曲与屈曲
六、用途
三 定向井有杆泵抽油系统动态参数预测
一、抽油杆柱纵向振动的微分方程组
二、抽油杆连接处的连续条件
三、初始条件
四、边界条件
四 垂直井有杆泵抽油系统动态参数诊断技术
一、微分方程
二、连续条件
三、初始条件
四、边界条件
五、解析解
五 垂直井有杆泵抽油系统动态参数预测技术
一、微分方程
二、连续条件
三、初始条件
四、边界条件
五、解析解
六 有杆泵抽油系统井下工况诊断技术软件
一、用途
二、输入参数
三、输出参数
四、应用实例
七 直井有杆泵抽油系统动态参数预测技术软件
一、用途
二、输入参数
三、输出参数
四、应用示例
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