水泥環(huán)及補強纖維增強與儲氣井強度研究.pdf

1、隨著國家大力發(fā)展清潔能源趨勢的加強，儲氣井作為一種新型地下儲氣裝置，因具有占地面積小、消防半徑低、儲氣溫度恒定等優(yōu)點得到了大量推廣應用。隨著儲氣井的大量應用和使用時間不斷增加，在儲氣井檢驗、制造以及使用中發(fā)現(xiàn)儲氣井不僅存在井筒飛出、井筒上竄、井筒上冒下沉等安全隱患，而且因降壓、停用產生大量經濟損失。為保證儲氣井的安全性和降壓、停用井的經濟效益，近幾年關于儲氣井的研究報道逐年增多，中國特種設備檢測研究院、大連理工大學等研究機構聯(lián)合起草的儲

2、氣井國家標準也已進入報批階段，這有利于規(guī)范儲氣井的市場秩序，推動儲氣井的發(fā)展。
　　加強儲氣井強度是提高儲氣井的安全性和效益性的重要手段，其中水泥環(huán)和補強纖維增強對于提高儲氣井強度可以發(fā)揮重要作用。水泥環(huán)是儲氣井的一個重要部分，它能限制井管變形并對儲氣井起到加強作用;補強纖維可增加井管缺陷強度，是恢復降壓、停用井正常使用的重要手段。然而長期以來關于水泥環(huán)和補強纖維對儲氣井強度影響的研究甚少，相關試驗研究也幾乎處于空白狀態(tài)?；趦?/p>

3、井的發(fā)展需求和恢復降壓、停用井正常使用的形勢迫切性，論文主要研究內容和結論如下:
　　(1)根據(jù)儲氣井實際施工情況建造地下儲氣井試驗井，分別在固井前和固井后測量了不同內壓下的井筒應變，通過分析試驗數(shù)據(jù)主要得到如下結論:水泥環(huán)對井筒軸向具有更強的加強作用，固井后水泥環(huán)能使井筒環(huán)向應力和軸向應力分別降低16％和60％;井筒內壓升高會增加水泥環(huán)對井筒環(huán)向的加強作用，但水泥環(huán)對井筒軸向的加強作用受內壓的影響不大。
　　(2)建立井筒

4、居中、井徑擴大、井筒偏心有限元模型，結合水泥環(huán)和地層力學性能參數(shù)研究井徑擴大、井筒偏心對水泥環(huán)加強作用的影響，主要得到如下結論:高模量的水泥環(huán)和剛度大的地層能顯著提高水泥環(huán)的加強作用，可將水泥環(huán)加強系數(shù)由0.13和0.09提高至0.36和0.4;松軟地層發(fā)生井徑擴大會顯著降低水泥環(huán)的加強作用，降幅達36％;井筒偏心出現(xiàn)在松軟地層，能使加強系數(shù)由0.22降低到-0.14，但當偏心度小于33％時井筒偏心對加強系數(shù)的影響不大，加強系數(shù)僅降低0