FLAC3D建模技巧探讨及工程实例中的应用

FLAC3D数值模拟软件是目前岩土工程领域最常用的模拟软件之一。合理的网格划分建立符合工程实际满足软件计算要求的计算模型是保证计算结果准确性的前提条件。该文结合工程实际,通过两种不同的建模方式计算分析煤层气井中玻璃钢套管的稳定性,对得到的结果进行对比分析。提出小变形工程问题精确建模的思路:对预计破坏的主要区域进行精密建模提高计算精度,对次要区域要减少单元数量以提高计算效率。     

基于应变的热采井套管设计方法

提出基于应变的热采井套管设计方法,确定基于应变的设计准则,通过建立三维弹塑性有限元模型,模拟分析热采井多轮次生产过程中应力和应变变化规律,并以胜利油田A井为例进行实例设计。结果表明,该设计方法密切结合热采井"注-焖-采"生产过程,可考虑多轮次循环温度载荷对套管的损伤程度,通过计算多轮次生产条件下套管上的累积塑性应变,依据热采井生产轮次要求及应变准则,科学灵活地设计套管,可以为热采井套管柱设计提供新思路。     

一起10kV侧主变套管过热及漏油故障的诊断赵晓东

红外诊断技术能快速实时地在线监测和诊断电力设备的大多数故障,能及早发现设备缺陷,以提前采取措施,防止设备出现故障造成停电,是电力设备带电条件下进行状态检测的有效手段之一。介绍了一例通过红外诊断技术及时发现的主变10 kV套管过热故障,通过对该故障的诊断分析,避免了设备故障的扩大。     

套管对井间电磁测井的影响规律研究

由于金属套管对电磁场有屏蔽作用,且接收到的信号是金属套管和地层耦合后的总信号,使得井间电磁测井在信号的发射和接收方面遇到了很大的困难。为了提高套管接收的信号质量,利用comsol软件研究了发射电流、频率、地层电导率、井间距离对接收信号的影响规律。对2根4m长的套管进行模拟仿真,仿真结果表明:接收套管接收到的信号随着给发射套管施加电流的频率的增大而减小,随着套管间距离增大而减小,随着地层电导率的增加而减小,随着发射电流的增大而单调递增。     

基于分步有限元法的多级压裂过程中套管应力敏感性分析

目前中国四川地区页岩气开发大多采用大排量分段压裂工艺技术,部分页岩气井在施工过程中出现套管变形的现象,导致后续施工改造无法顺利进行,严重影响了页岩气井的正常生产。因此准确了解压裂过程中套管应力的变化规律具有重要意义。区别于传统模型,基于分步有限元方法,考虑了钻井、完井、压裂整个施工过程,构建了页岩各向异性下套管-水泥环-地层组合体有限元分析模型,模拟多级压裂过程中组合体应力以及温度场随时间的变化特征。分析了两种模型下注液温度、套管内压、地应力变化、地层孔隙压力变化、水泥环弹性模量以及地层弹性模量等因素对套管受力状态的影响。研究结果表明:(1)压裂过程中,采用传统模型会低估套管应力的增大程度;(2)大排量压裂施工过程中,井筒内温度震荡变化,注液温降导致套管应力明显升高;(3)地应力分均匀性以及孔隙压力的增大会导致套管应力有所增加;(4)页岩各向异性对套管应力的影响较小,其中地层性质的下降会导致套管损坏的几率增加。因此在今后的页岩气压裂改造过程中,有必要采用分步有限元模型,综合考虑这些影响因素,合理优化相关的压裂作业参数,从而确保后续压裂完井作业的正常进行。     

压应力对特殊螺纹套管材料腐蚀的影响

设计模拟材料承受压应力的夹具,运用高温高压釜,试验研究不同压应力下两种套管钢材料在硫化氢、二氧化碳与氯离子共同作用下的腐蚀速率,测试压应力作用下套管钢材料的腐蚀电化学行为。结果表明:在试验介质中石油套管材料腐蚀形态为点蚀,压应力的增加对试样的腐蚀有促进作用;当压应力小于材料屈服强度的一半时,材料腐蚀不明显,当压应力大于材料拉伸屈服强度的一半以后,材料腐蚀速率快速增加;石油套管与油管特殊螺纹接头密封面及扭矩台肩压应力设计值不应超过材料屈服强度的一半。     

深部盐膏岩地层套管磨损后等效应力分析

针对盐膏层蠕变和套管磨损联合作用下套管变形破坏的关键技术难题,结合室内盐岩蠕变试验,确定盐膏岩的蠕变参数,考虑盐膏层蠕变的影响,研究深部盐膏层非均匀地应力条件下蠕变、磨损程度、磨损位置对套管等效应力的影响.结果表明:蠕变在一定程度上降低了磨损套管抵抗外部载荷的能力,套管等效应力的非均匀性增强;随着蠕变时间的增加,套管等效应力逐渐增加,在1 a左右达到平衡;套管磨损越深,套管的等效应力越大且非均匀性越强;磨损位置明显改变了套管等效应力的分布规律,沿最小地应力方位磨损时,套管等效应力最大,最容易屈服;磨损位置不同时,只有当磨损程度较小时套管最大等效应力才出现在水平最小地应力方位;沿0°方向磨损时,只有当磨损程度较小时才会有“套管最大等效应力随磨损程度变化不大”的结论.     

过套管电阻率测井仪器刻度及井下测量数值模拟

为提高过套管电阻率测井的准确性,对刻度装置建模并数值模拟刻度过程,提出套管电流近似算法,数值模拟薄、厚两种地层模型的近似电流、地层视电阻率和二阶电位差。结果表明:仪器刻度数值模拟结果能够确定刻度装置参数,提供理论刻度曲线,辅助计算电极系系数;井下测量数值模拟所提出的电流近似算法具有较强的地层分层能力,且低阻薄地层的视电阻率逼近程度明显下降,高阻厚地层的二阶电位差值极小,对测井仪分辨率要求较高。     

河床套管式直接取水技术分析

对于位于入海口上游不远河道上的取水口,其取水河段水流速度较慢,有较大水深,水位变幅不大,但河床及河岸地质条件很差。采用常规的河床式和岸边式取水方式,土建工程量大,工期长,投资高。通过对比岸边式取水、河床式取水以及河床套管式直接取水原理、工程量以及经济性,在印尼苏姆赛尔燃煤电厂取水工程中提出了河床套管式直接取水方式,其取水安全可靠,并大大节省了投资,对其工况以及取水方案进行了分析。     

金属套管式微通道气液传质特性研究

以纯水吸收CO₂的物理吸收过程,研究了金属套管式微通道的气液传质特性。考察了气液两相的接触方式、气体和液体表观线速度、微通道结构尺寸（如微孔孔径、套管环隙尺寸）等对液侧体积传质系数的影响规律。结果表明,气相走内管、液相走外管,更有利于实现良好的气液传质效果;液侧体积传质系数随气液表观线速度的增加而增加,但液相表观线速度的影响更显著;微孔孔径和套管环隙尺寸的减小能显著提高液侧体积传质系数,但套管环隙尺寸的影响更大。