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机械强度2026年第01期:多级压裂管柱强度分析及影响规律研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:岳欠杯;李辉;许萍文;王岗;徐燕璐;景博祥;刘巨保;

单位:东北石油大学机械科学与工程学院;青海油田采油一厂;

摘要:【目的】针对多级压裂过程中由封隔器系统诱发的管柱强度失效问题,开展了管柱力学行为与强度影响规律研究,以保障压裂作业安全性与管柱结构可靠性。【方法】首先,基于多级封隔器工作特性,建立了压裂管柱系统力学模型,并推导了坐封与压裂两种工况下的控制方程。其次,采用有限元方法,将封隔器位移作为压裂工况的初始边界条件。然后,考虑了封隔器滑移与固定的非确定性边界条件,构建了多级压裂管柱系统的数值计算方法。最后,以现场某口井为实例进行了计算分析。【结果】分析结果表明,随着压裂级数增加,井口轴向力与等效应力显著上升,安全系数逐步下降;压裂液流量、井口压力与砂比对管柱强度均具有显著影响,任一参数的增大均会引起轴向力增加和安全系数下降,从而加剧管柱强度失效风险,并为多级压裂管柱强度设计与安全评估提供了依据。

关键词:有限元方法;;管单元;;多级压裂;;管柱强度

基金资助:国家自然科学基金项目(52374034);; 黑龙江省自然科学基金项目(LH2022E018)~~