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石油套管电磁整形过程的受力分析

作　者: 张鹏辉
导　师: 郑茂盛
学　校: 西北大学
专　业: 油气动力学与检测技术
关键词: 套损井电磁整形力学分析锥头
分类号: TE931.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 37次
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内容摘要

在油田开发的过程中,由于地壳运动和注水开发等各种因素,油水井套管会发生各种变形形态。经过几十年探索和发展,在套管修复中已发展了多种修井工具和工艺。进一步提高修井效果和缩短修井时间,对油田套损井的修复具有理论指导意义。套管电磁整形器在整形过程中借助于线圈中产生的电磁力,使得锥头向下运动,依靠整形器的锥面与变形套管之间的相互作用,迫使变形套管胀开。研究锥头的受力分析,确定整形器锥头的内锥角、外锥角等参数的选择范围对提高变形套管整形效果至关重要。结合电磁整形器的结构,对整形器进行受力分析,建立了力学方程和力矩平衡方程。通过对力学方程和力矩平衡方程的分析,利用MATLAB软件得到各力学量和锥头参数的变化关系曲线,分析讨论了锥头内锥角、外锥角以及锥头作用点对各个力学量的影响,依据整形过程对各力学量的要求,确定锥头的各个参数范围,确保不同形变量套管达到扩径修复的目的。针对不同形变量的石油套管,选用合适的整形器对其进行扩径修复,达到了整形的要求,验证了分析结果的合理性和可行性。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-16
  1.1 论文研究的目的和意义  7
  1.2 国内外套损状况  7-9
  1.3 油水井套损的原因和机理  9-15
    1.3.1 地质因素  9-13
    1.3.2 工程因素  13-14
    1.3.3 套管腐蚀  14-15
  1.4 本文的主要研究内容  15-16
第二章套管损坏类型及整形工艺  16-25
  2.1 套管损坏形态  16-18
    2.1.1 套管变形  16-17
    2.1.2 套管错断  17-18
    2.1.3 套管破裂  18
  2.2 传统套管整形工艺技术  18-22
    2.2.1 梨形胀管器整形  19-20
    2.2.2 旋转震击式整形器整形  20
    2.2.3 偏心辊子整形器整形  20-21
    2.2.4 三锥辊套管整形器整形  21
    2.2.5 滚珠整形器整形  21-22
    2.2.6 爆炸整形工艺技术  22
  2.3 套管电磁整形器  22-24
    2.3.1 工作原理  23
    2.3.2 电磁整形器特点  23-24
  2.4 本章小结  24-25
第三章电磁整形器的受力分析  25-33
  3.1 力学分析的基本假设  25-26
  3.2 冲锤对锥头的受力简化  26
  3.3 对于一个瓣片的力学分析  26-32
    3.3.1 受力分析  26-29
    3.3.2 力矩平衡分析  29-32
  3.4 本章小结  32-33
第四章整形器的结构优化  33-51
  4.1 力学量随外锥角β变化的图像分析  33-40
    4.1.1 力学量随外锥角β的变化图像  33-39
    4.1.2 力学量随外锥角β变化分析  39-40
  4.2 力学量随内锥角α变化的图像分析  40-46
    4.2.1 力学量随内锥角α的变化图像  40-45
    4.2.2 力学量随内锥角α变化分析  45-46
  4.3 力学量随作用点x变化的图像分析  46-49
    4.3.1 力学量随作用点x的变化图像  46-49
    4.3.2 力学量随作用点x变化分析  49
  4.4 本章小结  49-51
第五章试验分析  51-56
  5.1 形变量5mm套管的整形  51-52
  5.2 形变量8mm套管的整形  52-53
  5.3 形变量10mm套管的整形  53-55
  5.4 本章小结  55-56
结论  56-57
参考文献  57-61
攻读硕士学位期间取得的学术成果  61-62
致谢  62

石油套管电磁整形过程的受力分析

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