高產氣井完井管柱流固耦合振動分析及安全性評價.pdf

1、完井管柱是連接地層與地面的重要通道，高產氣井生產過程中由于高速流體流經管柱，誘發(fā)管柱振動，管柱振動又會影響氣體流態(tài)變化，形成流固耦合振動。振動會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對確保油氣田安全生產具有重要意義，本論文以完井管柱為研究對象主要進行以下幾方面工作。
　　首先分析了完井管柱振動的產生原因及影響因素，并建立了高產氣井完井管柱內溫度、壓力和氣體密度、流速的計算模型。

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