高压气井完井管柱系统的轴向流固耦合振动研究

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Ｋｅｒｙｗｏｄｓ：ｈｇｒｓｕｅｇｓｗｅｌｏｌｔｏｔｉｉｈｐｅｓｒａｌ；ｃｍｐｅｉｎｓｒｎｇ；ｆｕｄｓｒｔｒｎｅａｔｎ；ｍｅｈｄｏｈｒｃｅｉｔｃｌｎｓｌｉ —ｔｕｃｕｅｉｔｒｃｉｏｔｏｆｃａａｔｒｓｉｉｅ；
关键词：高压气井；井管柱；固耦合；征线法；稳定流动；完流特不响应中图分类号：０５．３３４文献标识码：Ａ
Ａｎａｙｉｆｆｕｄ－ｔｕｃｕｅｉｔｒｃｉｎｏｏｐｌｔｏｔｉｙｔｍｎｈｇｅｓｒａｌｌｓｓｏｉｓｒｔｒｎｅａｔｏｆｃｍｅｉｎｓｒｎｇｓｓｅｉｉｈｐｒｓｕｅｇｓｗｅｌｌＷＡＮＧｕ，Ｆａｎ — ａ，ＺＨＡ－ｉｇＹｎＨｏｇｈｉＮＧＬｉｎ，ＹｎｎＦｐａｇＨａｇ，ＥＮＧＧｕｎｑｎａｇ— ｉｇ
（．中国石油大学油气资源与探测国家重点实验室，１北京
２．中国石油塔里木油田分公司，尔勒库
摘要：目前针对石油完井管柱的研究没有考虑瞬变流诱发的管柱运动，而实际的管柱与管内流体存在相互影
响、相互作用。对完井管柱系统流固耦合振动响应进行了初步分析与探索，给出了适用于气井完井管柱流固耦合分析的数学模型，提供了采用特征线法对耦合模型进行解耦以及采用插值方法进行数值求解的具体过程，以现场数据为例，并预测分析了天然气不稳定流动引起的流体压力、管柱应力、管柱振动速度的耦合响应过程。研究结果表明：天然气不稳定流动使管柱处于交变应力状态，并诱发管柱往复运动，这将加剧完井管柱结构的疲劳破坏与磨损破坏。该结果对预防完井管柱先期实效有实际工程意义。
２ＰｔｏｈｎａｉＯｉｅｄＣｍｐｎ，Ｋｏｌ４００，Ｃｈｎ）．ｅｒｃｉａＴｒｍｌｌｏａｙｉｆｒ８１０ａｉａＡｂｓｒｃ：Ｔｈｎｅａｔｏｔｅｏｖｙｎｕｄａｄｔｂｎｇｓｒｎｎｍｕｕｌｂｏｎａｉｓｉｇｒｓｕｅｇｓｗｅｌｔａｔｅｉｔｒｃｉｎｂｅｗｅｎｃｎｅｉｇｆｉｎｕｉｔｉｇｏｔａｕｄｒｅｎｈｉｈｐｅｓｒａｌｌｗａｏｓｄｒｄａｄｈｉｆｕｎｅｆｆｏｉｄｃｄｖｂａｉｎｎｔｅａ —ｉｌｄｕｉｇｓｒｎｙｔｍｓａａｙｅ．Ｔｈｓｃｎｉｅｅｎｔｅｎｅｃｏｗｎｕｅｉｒｔｏｓｏｈｇｓｆｌｅｔｂｎｔｉｇｓｓｅｗａｎｌｓｄｌｌｅｎｍｅｉａｕｄｓｒｃｕｅｃｕｌｄｍｏｅｓｐｅｅｔｄ，ｗｈｃｓｔｎｄｃｕｌｄｂｉｇｔｅｍｅｈｄｏｈｒｃｅｉｔｃｕｒｃｌｆｉ —ｔｕｔｒｏｐｅｄｌｗａｒｓｎｅｌｉｈｗａｈｅｅｏｐｅｙｕｓｎｈｔｏｆｃａａｔｒｓｉｌｅ．Ｔｈｅｐｎｅｆｌｑｉｒｓｕｅ，ｐｐｔｅｓａｄｐｐｉｒｔｎｖｌｃｔｏｔｅｔｒｎｉｎｘｉａｉｎｏｎｔａｙｇｓｉｓｎｅｒｓｏｓｓｏｕｄｐｅｓｒｉｉｅｓｒｓｎｉｅｖｂａｉｅｏｉｔｈｏｔａｓｅｔｅｃｔｔｏｆｕｓｅｄａｏｙｌｗｒｒｄｃｅｆｏｗｅｅｐｅｉｔｄ，ｂｓｄｏｈａａｏｐｃｆｉｈｐｅｓｒａｌ．Ｔｅｒｓｌｓｓｏｔａ：ａｔｒａｉｇｄｎｍｉａｅｎｔｅｄｔｆａｓｅｉｃｈｇｒｓｕｅｇｓｗｅ１ｈｅｕｔｈｗｈｔｌｎｔｎｙａｃｉｅ
振第３Ｏ卷第６期
动
与
冲
击
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＲＡＴＩＢＯＮＡＮＤＨ０ＣＫＳ
高压气井完井管柱系统的轴向流固耦合振动研究
王宇，樊洪海，张丽萍，杨行，冯广庆
１２４；０２９
８１０）４００
（．ｔｔＫｙＬｂｒｔｙｏＰｔｌｍＲｓｕｃｎｒｓｅｔｇＣｉａＵｉｒｔｏｅｏｅｍ，Ｂｉｎ０２９Ｃｉａ１ＳａｅａｏａｒｆｅｏｕｅｏｒａｄＰｏｐｃｎ，ｈｎｎｅｓｙｆｔｌｅｏｒｅｅｉｖｉＰｒｕｅｉ１２４，ｈ；ｊｇｎ
ｓｒｓｎｅｉｒｃｔｎｏｉｎｃｕｅｙｆｕｄ—ｔｕｔｒｎｅａｔｏｌｇｒｖｔｏｌｔｏｔｉｇＳｆｔｇｅｄａｇｎｔｅｓａｄｒｃｐｏａｉｇｍｔａｓｄｂｉｓｒｃｕｅｉｔｒｃｉｎｗｉａｇａａｅｃｍｐｅｉｎｓｒｎ ’ ａｉｕｍａｅａｄｏｌｌｗｅｒｄｍａｅａFra Baidu bibliotekａｇ．