[發(fā)明專利]一種套管井口環(huán)空帶壓預(yù)防工具的設(shè)計(jì)方法及裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710934679.5 | 申請日: | 2017-10-10 |
| 公開(公告)號: | CN109657253B | 公開(公告)日: | 2023-06-30 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 侯樹剛;蘭凱;李幫民;楊玄;王旭明;龔媛 | 申請(專利權(quán))人: | 中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司;中石化中原石油工程有限公司鉆井工程技術(shù)研究院 |
| 主分類號: | G06F30/23 | 分類號: | G06F30/23;G06F30/17;G06F119/14 |
| 代理公司: | 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227 | 代理人: | 王寶筠 |
| 地址: | 100028 北京*** | 國省代碼: | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書: | 查看更多 | 說明書: | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 套管 井口 環(huán)空帶壓 預(yù)防 工具 設(shè)計(jì) 方法 裝置 | ||
1.一種套管井口環(huán)空帶壓預(yù)防工具的設(shè)計(jì)方法,其特征在于,該方法包括:
建立氣井井下的由套管、涂覆材料、水泥環(huán)和地層所構(gòu)成的有限元分析模型,其中,在所述氣井中,所述涂覆材料位于所述套管和所述水泥環(huán)之間,所述水泥環(huán)位于所述涂覆材料和所述地層之間;
對所述有限元分析模型中的與所述涂覆材料性能相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行分析,計(jì)算得到材料參數(shù)設(shè)計(jì)范圍,包括:在所述有限元分析模型中對所述套管內(nèi)壁施加一預(yù)設(shè)內(nèi)壓,分別建立所述套管和所述涂覆材料、所述涂覆材料和所述水泥環(huán)以及所述水泥環(huán)和所述地層之間的接觸關(guān)系;在所述有限元分析模型中分析所述涂覆材料的相關(guān)參數(shù)對壓裂過程中的所述套管、所述涂覆材料和所述水泥環(huán)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的影響規(guī)律;在所述有限元分析模型中分析當(dāng)停止施加內(nèi)壓時(shí),所述套管、所述涂覆材料和所述水泥環(huán)的受力及形變狀態(tài);依據(jù)所述接觸關(guān)系、所述影響規(guī)律和所述受力及形變狀態(tài),對不同的涂覆材料在所述有限元分析模型中進(jìn)行分析計(jì)算,得到對應(yīng)的涂覆材料的參數(shù)設(shè)計(jì)范圍;所述材料參數(shù)設(shè)計(jì)范圍滿足氣井試壓和壓裂保持所述水泥環(huán)密封性的參數(shù)范圍;
在所述材料參數(shù)設(shè)計(jì)范圍內(nèi),設(shè)計(jì)得到套管井口環(huán)空帶壓預(yù)防工具。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述建立氣井井下的由套管、涂覆材料、水泥環(huán)和地層所構(gòu)成的有限元分析模型,包括:
根據(jù)實(shí)際采用的套管尺寸與實(shí)測井徑擴(kuò)大率,建立由套管、涂覆材料、水泥環(huán)和地層所構(gòu)成的三維幾何模型;
定義所述三維幾何模型各部件的物性參數(shù);
分別建立所述套管和所述涂覆材料、所述涂覆材料和所述水泥環(huán)以及所述水泥環(huán)和所述地層之間的接觸屬性關(guān)系,并分別確定所述套管和所述涂覆材料、所述涂覆材料和所述水泥環(huán)以及所述水泥環(huán)和所述地層之間的界面的初始應(yīng)力;
對所述三維幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,獲得有限元網(wǎng)格模型;
根據(jù)所述物性參數(shù)和所述初始應(yīng)力,設(shè)定所述有限元網(wǎng)格模型的邊界條件,建立所述有限元分析模型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述在所述材料參數(shù)設(shè)計(jì)范圍內(nèi),設(shè)計(jì)得到套管井口環(huán)空帶壓預(yù)防工具,包括:
根據(jù)所述涂覆材料參數(shù)設(shè)計(jì)范圍,確定材料的膠結(jié)方式;
根據(jù)所述膠結(jié)方式,設(shè)計(jì)得到套管井口環(huán)空帶壓預(yù)防工具。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,該方法還包括:
設(shè)計(jì)剛性保護(hù)結(jié)構(gòu),并將所述剛性保護(hù)結(jié)構(gòu)添加到所述套管井口環(huán)空帶壓預(yù)防工具中。
5.一種套管井口環(huán)空帶壓預(yù)防工具的設(shè)計(jì)裝置,其特征在于,該裝置包括:
建立模塊,用于建立氣井井下的由套管、涂覆材料、水泥環(huán)和地層所構(gòu)成的有限元分析模型,其中,在所述氣井中,所述涂覆材料位于所述套管和所述水泥環(huán)之間,所述水泥環(huán)位于所述涂覆材料和所述地層之間;
計(jì)算模塊,用于對所述有限元分析模型中的與所述涂覆材料性能相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行分析,計(jì)算得到材料參數(shù)設(shè)計(jì)范圍,其中,所述材料參數(shù)設(shè)計(jì)范圍滿足氣井試壓和壓裂保持所述水泥環(huán)密封性的參數(shù)范圍;
所述計(jì)算模塊,具體包括:接觸關(guān)系建立單元、第一模擬分析單元、第二模擬分析單元以及范圍計(jì)算單元;其中,
所述接觸關(guān)系建立單元,用于在所述有限元分析模型中對所述套管內(nèi)壁施加一預(yù)設(shè)內(nèi)壓,分別建立所述套管和所述涂覆材料、所述涂覆材料和所述水泥環(huán)以及所述水泥環(huán)和所述地層之間的接觸關(guān)系;
所述第一模擬分析單元,用于在所述有限元分析模型中分析所述涂覆材料的相關(guān)參數(shù)對壓裂過程中的所述套管、所述涂覆材料和所述水泥環(huán)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的影響規(guī)律;
所述第二模擬分析單元,用于在所述有限元分析模型中分析當(dāng)停止施加內(nèi)壓時(shí),所述套管、所述涂覆材料和所述水泥環(huán)的受力及形變狀態(tài);
所述范圍計(jì)算單元,用于依據(jù)所述接觸關(guān)系、所述影響規(guī)律和所述受力及形變狀態(tài),對不同的涂覆材料在所述有限元分析模型中進(jìn)行分析計(jì)算,得到對應(yīng)的涂覆材料的參數(shù)設(shè)計(jì)范圍;
設(shè)計(jì)模塊,用于在所述材料參數(shù)設(shè)計(jì)范圍內(nèi),設(shè)計(jì)得到套管井口環(huán)空帶壓預(yù)防工具。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息,商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司;中石化中原石油工程有限公司鉆井工程技術(shù)研究院,未經(jīng)中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司;中石化中原石油工程有限公司鉆井工程技術(shù)研究院許可,擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作,請聯(lián)系【客服】
本文鏈接:http://www.17sss.com.cn/pat/books/201710934679.5/1.html,轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
- 一種干擾預(yù)防的方法及系統(tǒng)
- 機(jī)電設(shè)備的動(dòng)態(tài)預(yù)防性維護(hù)方法
- 適合于預(yù)防和治療高瘦素血癥的方法和組合物
- 節(jié)能環(huán)保型金屬工件預(yù)防腐方法
- 一種帶有爆胎預(yù)防車輪的輪胎
- 一種隧道凝灰?guī)r段落預(yù)防變形施工裝置
- 一種機(jī)電系統(tǒng)預(yù)防性維護(hù)方法及系統(tǒng)、設(shè)備、存儲(chǔ)介質(zhì)
- 一種路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的決策方法和系統(tǒng)
- 中暑預(yù)防裝置、中暑預(yù)防系統(tǒng)、中暑預(yù)防方法及程序
- 傳染病預(yù)防用養(yǎng)蜂部件和針對蜂的傳染病預(yù)防方法





