高產(chǎn)氣井完井管柱流固耦合振動(dòng)分析及安全性評(píng)價(jià).pdf

1、完井管柱是連接地層與地面的重要通道，高產(chǎn)氣井生產(chǎn)過程中由于高速流體流經(jīng)管柱，誘發(fā)管柱振動(dòng)，管柱振動(dòng)又會(huì)影響氣體流態(tài)變化，形成流固耦合振動(dòng)。振動(dòng)會(huì)造成管柱的疲勞破壞，降低接箍螺紋密封性能，加劇管柱磨損，所以研究完井管柱的流固耦合振動(dòng)對(duì)確保油氣田安全生產(chǎn)具有重要意義，本論文以完井管柱為研究對(duì)象主要進(jìn)行以下幾方面工作。
　　首先分析了完井管柱振動(dòng)的產(chǎn)生原因及影響因素，并建立了高產(chǎn)氣井完井管柱內(nèi)溫度、壓力和氣體密度、流速的計(jì)算模型。

2、>　　其次，利用流體的運(yùn)動(dòng)方程、連續(xù)性方程和固體的振動(dòng)方程、本構(gòu)方程推導(dǎo)了完井管柱流固耦合振動(dòng)方程，采用特征線法對(duì)所建立的方程組解耦，并通過空間插值法進(jìn)行離散求解?？紤]開關(guān)井對(duì)完井管柱振動(dòng)的影響，以緊急關(guān)井和正常關(guān)井工況為例，對(duì)完井管柱流固耦合振動(dòng)情況進(jìn)行分析討論。
　　再次，利用有限元軟件模擬井下工況，對(duì)完井管柱進(jìn)行了模態(tài)分析，并討論了不同壓力、溫度和軸向力對(duì)管柱固有頻率的影響。結(jié)果表明：完井管柱的固有頻率，隨著軸向力的增加而增