天然氣井油管柱疲勞壽命預(yù)測(cè)

內(nèi)容概要

　　全書(shū)共分為9章，系統(tǒng)論述與介紹了天然氣井管柱系統(tǒng)疲勞壽命預(yù)測(cè)這一領(lǐng)域的各個(gè)方面。《天然氣井油管柱疲勞壽命預(yù)測(cè)》介紹了油管柱在井筒內(nèi)腐蝕研究，基于最大蝕坑深度的管柱腐蝕損傷研究，砂粒在井筒內(nèi)舉升運(yùn)動(dòng)研究，沖蝕磨損的影響因素和機(jī)理研究，油管柱剛、強(qiáng)度分析，天然氣誘發(fā)油管柱振動(dòng)的機(jī)理，油管柱固有特性分析，油管柱動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析。內(nèi)容囊括了作者及同事多年的研究成果，也涵蓋了國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的最新進(jìn)展。
　　《天然氣井油管柱疲勞壽命預(yù)測(cè)》可作為石油工程、油氣井工程領(lǐng)域的工程技術(shù)人員、研究人員、本科生的參考書(shū)。

作者簡(jiǎn)介

　　黃楨，工學(xué)博士、博士后西南油氣田分公司川西北氣礦礦長(zhǎng)，重慶科技學(xué)院特聘教授，重慶市安全生產(chǎn)專家組副組長(zhǎng)，安全協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)，
　　主要研究方向：油氣井力學(xué)與工程獲省部級(jí)科技成果二等獎(jiǎng)4項(xiàng)，三等獎(jiǎng)1項(xiàng)，優(yōu)秀獎(jiǎng)1項(xiàng)；出版《天然氣井油管柱腐蝕破壞力學(xué)》等專著4部；獲得國(guó)家專利2項(xiàng)；在《石油學(xué)報(bào)》《天然氣工業(yè)》等刊物上發(fā)表論文30余篇。

書(shū)籍目錄

第1章 油管柱系統(tǒng)剩余壽命預(yù)測(cè)
1.1 復(fù)雜井況下管柱系統(tǒng)承載性能研究
1.2 管柱系統(tǒng)的可靠性研究
1.3 管柱系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究
1.4 管柱系統(tǒng)的壽命預(yù)測(cè)與在役管柱系統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)
1.5 油管柱疲勞壽命預(yù)測(cè)研究方法研究
第2章 油管柱在井筒內(nèi)腐蝕研究
2.1 金屬腐蝕的基本原理
2.2 金屬腐蝕的基本形態(tài)
2.3 影響金屬腐蝕的因素
2.4 天然氣井腐蝕介質(zhì)分析
2.5 C02腐蝕機(jī)理研究
2.6 H2S腐蝕對(duì)管柱強(qiáng)度的影響
第3章 基于最大蝕坑深度的管柱腐蝕損傷研究
3.1 概述
3.2 現(xiàn)有腐蝕模型
3.3 考慮點(diǎn)蝕的管道內(nèi)壁腐蝕模型
3.4 模型計(jì)算數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)據(jù)分析
3.5 管道腐蝕損傷等級(jí)評(píng)價(jià)方法
3.6 腐蝕缺陷管道剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)方法
3.7 管道內(nèi)壁腐蝕損傷等級(jí)評(píng)價(jià)方法
3.8 小結(jié)
第4章 砂粒在井筒內(nèi)舉升運(yùn)動(dòng)研究
4.1 概述
4.2 影響氣井出砂的因素
4.3 固體顆粒在流體中沉降問(wèn)題的研究
4.4 氣流攜帶固體顆粒舉升運(yùn)動(dòng)
4.5 固體顆粒在氣流中的受力
4.6 氣井?dāng)y砂力學(xué)模型
4.7 井筒內(nèi)氣流攜液滴舉升運(yùn)動(dòng)
4.8 小結(jié)
第5章 沖蝕磨損的影響因素和機(jī)理研究
5.1 引言
5.2 沖蝕角對(duì)試樣的影響
5.3 沖蝕物速度對(duì)試樣的影響
5.4 沖蝕物顆粒尺寸對(duì)試樣的影響
5.5 沖蝕磨損的機(jī)理研究
5.6 沖蝕磨損的理論模型
5.7 沖蝕磨損的數(shù)值計(jì)算模型
第6章 油管柱剛、強(qiáng)度分析
6.1 油管柱剛、強(qiáng)度分析理論及研究?jī)?nèi)容
6.2 有限元法分析過(guò)程
6.3 彈、塑性有限元分析
6.4 接觸界面方程
6.5 油管柱接觸的有限元分析
6.6 油管柱有限元分析
第7章 天然氣誘發(fā)油管柱振動(dòng)的機(jī)理
7.1 天然氣在油管柱內(nèi)的流動(dòng)分析
7.2 天然氣在油管柱內(nèi)流動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程
7.3 天然氣在油管柱內(nèi)流動(dòng)的旋渦分析
7.4 天然氣在油管柱內(nèi)流動(dòng)對(duì)油管柱的激振分析
7.5 相關(guān)天然氣物性參數(shù)的確定
7.6 油管采氣工況時(shí)，天然氣在管柱系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)的流場(chǎng)分析
7.7 套管采氣工況時(shí)流場(chǎng)分析
第8章 油管柱振動(dòng)固有特性分析
8.1 油管柱特征值計(jì)算方法
8.2 油管的振動(dòng)固有特性計(jì)算
8.3 天然氣產(chǎn)量與油管柱振動(dòng)特性的關(guān)系
8.4 小結(jié)
第9章 油管柱動(dòng)力響應(yīng)分析
9.1 油管柱結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)分析
9.2 油管柱非線性結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)分析
9.3 油管柱的動(dòng)力響應(yīng)分析
9.4 小結(jié)
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　管柱系統(tǒng)在油氣井和油氣田開(kāi)發(fā)中扮演著非常重要的角色，不論是在功能上還是在建井費(fèi)用上都占據(jù)著舉足輕重的地位。隨著國(guó)內(nèi)外多數(shù)油田已進(jìn)人中后期開(kāi)發(fā)階段，管柱系統(tǒng)的性能逐年降低，而井下工況越來(lái)越復(fù)雜，從而導(dǎo)致管柱系統(tǒng)損壞日益增多，管柱系統(tǒng)損壞性質(zhì)越發(fā)嚴(yán)重。油（水）氣井管柱系統(tǒng)的大量損壞，大大削弱了油氣田穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)，已經(jīng)給我國(guó)乃至世界油氣生產(chǎn)帶來(lái)了十分嚴(yán)重的損失，從而成為制約包括我國(guó)在內(nèi)世界上多個(gè)油氣田持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展的一大重要因素。近年來(lái)，我國(guó)油（水）氣井管柱系統(tǒng)損壞呈現(xiàn)兩大特點(diǎn)：一是損壞數(shù)量日益增多，二是管柱系統(tǒng)壽命日趨縮短。尤為重要的是，隨著石油、天然氣勘探開(kāi)發(fā)難度的不斷增大以及我國(guó)在石油、天然氣勘探開(kāi)發(fā)力度上的不斷加大，鉆采工況條件日益復(fù)雜。其中，深井、超深井、水平井、大位移水平井、多臺(tái)階水平井等是具有代表性的典型復(fù)雜井況，如這些井下的高溫、高壓、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜等。上述因素又必然造成鉆井和采油采氣、開(kāi)發(fā)作業(yè)程序的復(fù)雜化、措施的多樣化，并由此引起一系列深層次的問(wèn)題，如復(fù)雜的鉆井程序?qū)鹿苤到y(tǒng)、固井作業(yè)質(zhì)量的影響，油田開(kāi)發(fā)的深入及大量開(kāi)發(fā)措施的采用（如高壓注水、壓裂、大型酸化、熱采等），對(duì)管柱系統(tǒng)柱及周圍地層的影響（如管柱系統(tǒng)熱應(yīng)力、腐蝕、異常內(nèi)外高壓，地層巖石膨脹、蠕變和滑移形成的異常地應(yīng)力及非均勻性，油層出砂空洞造成的管柱系統(tǒng)柱軸向失穩(wěn)等）?！　∫虼耍瑥?fù)雜工況井的日益增多與井下工況的日益復(fù)雜化，將成為導(dǎo)致國(guó)內(nèi)油氣田目前乃至今后管柱系統(tǒng)損壞數(shù)量增多、管柱系統(tǒng)壽命縮短的主要原因。復(fù)雜井況下管柱系統(tǒng)的安全與可靠性直接影響油氣田的穩(wěn)定與可持續(xù)發(fā)展，已經(jīng)成為關(guān)系到油氣田穩(wěn)定、高效生產(chǎn)的關(guān)鍵問(wèn)題之一?！　∮捎趶?fù)雜井況下管柱系統(tǒng)所承受的載荷極其復(fù)雜，影響管柱系統(tǒng)安全與可靠性的因素繁多。如何全面考慮上述復(fù)雜井況，系統(tǒng)地研究復(fù)雜井況對(duì)管柱系統(tǒng)性能的影響，在設(shè)計(jì)時(shí)盡可能充分地考慮各種復(fù)雜情況，為合理設(shè)計(jì)、選擇管柱系統(tǒng)提供依據(jù)，這對(duì)于預(yù)防或減少管柱系統(tǒng)在服役期內(nèi)發(fā)生損壞具有重要意義?！　　?/pre>








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