摘要：深水高温高压气井普遍存在环空带压现象,而深水井通常采用水下井口,使得B、C环空无法进行泄压操作,从而导致井下油管柱承受高环空圈闭压力载荷,同时附加高温、腐蚀多因素耦合影响,使得油管柱存在失效风险。针对深水高温高压气井环空圈闭压力下油管柱安全问题,基于深水井特性,综合考虑热膨胀和鼓胀效应引起的环空温度、环空体积、流体体积以及环空压力变化的动态耦合作用,建立深水高温高压气井圈闭压力预测模型,同时,考虑高环空圈闭压力载荷,附加高温及腐蚀多因素耦合影响,建立深水高温高压气井油管柱安全评价方法,开展了环空圈闭压力多因素影响下油管柱安全评价,并对模型进行了验证。结果表明:考虑环空圈闭压力影响后,环空圈闭压力随服役时间逐渐降低幅度远小于地层压力降低幅度,管柱抗外挤安全系数随服役时间降低幅度增大。同时,管柱内外流体压差随井深增加而逐渐增大,在井底管柱更易发生失效风险;在井筒高温及腐蚀耦合影响下,管柱抗内压、抗外挤及抗拉安全系数均呈现出不同程度的降低,特别井底段管柱受苛刻高温及腐蚀环境,附加高环空圈闭压力,使其更易发生失效风险,在设计及实际生产过程中,应重点管柱井底管柱安全风险。

摘要：针对油管服役过程中各种失效形式的特征,依据实际情况设计了旧油管现场检测方法,开发了能够满足旧油管使用的专用密封脂,设计并制造了可溶型油管柱试压专用工具,结合现场条件,进一步规范了作业方法。并在某天然气生产区块进行规模应用。结果表明:以上现场检测方法、操作方法和两种产品实施535口井后,保证了入井油管的可靠性,同时结合开发现状,进一步延长了油管的使用寿命,节约各项成本达700万元。

摘要：针对高温高压高产(三高)气井油管柱磨损失效问题,采用微元法、能量法结合哈密顿原理建立了油管柱非线性流致振动模型,模型考虑了井眼轨迹变化、井筒温度压力变化和套管接触碰撞等因素,通过开展油管柱振动模拟试验验证了模型的正确性和有效性。基于White-Fleisher磨损理论,提出了三高气井油管柱磨损量和磨损深度计算方法,试验测定了油管柱摩擦因数和磨损效率,在此基础上,系统分析了产量、井斜角、井段长度、封隔器位置和扶正器位置对油管磨损特性的影响规律,提出了现场油管柱防磨、减磨方法,即:随产量的增加,管柱磨损寿命呈现降低的趋势,且存在一个突变产量,现场配产设计时,采用提出的分析方法确定突变产量,使现场配产远离突变产量;井眼轨迹设计时,尽量减小直井段长度,增加造斜段长度和稳斜段井斜角,提高油管寿命;封隔器和扶正器设置都存在一个最优位置,此位置与井身结构、管柱结构的因素有关,需采用提出的分析方法确定最优位置,指导井下工具的设计。研究成果可有效提高三高气井油管柱的使用寿命。

摘要：油管柱作为油气生产中的重要工具，它的使用寿命一直是工程技术人员关注的焦点。文章从动力学中固液耦合振动的角度出发，研究了油管柱内流体不稳定流动引起的油管柱振动问题。考虑液动压力对油管柱纵向振动的影响，建立了油管柱纵向振动微分方程，并给出了这种情况下油管柱纵向振动的频率方程。通过大天池构造上一口高压气井的实例计算分析，指出井内流体不稳定流动时，油管柱会产生相当高的附加动载。这个动载是造成油管柱在生产过程中发生疲劳破坏的主要原因之一。

摘要：海上油气田开发时基本上采用丛式定向井。近几年,随着钻井技术的进步和油田开发的需要,陆上油气田的定向开发井和侧钻弯曲井也在逐年增多。对这些定向井如何设计优化油管柱,包括优选油管尺寸、计算校核油管强度、确定油管选材等,尤其是油管柱在弯曲井段的受力状况分析、各种受力强度计算,已经成为困扰现场采油工程师而急待解决的技术难题。为此,文章通过油管尺寸对产量的敏感性分析,单级和多级管柱中油管尺寸优化原则、优化方法、管柱的经济性安全性探讨,以及油管柱在不同工况条件的定向井中受外挤、内压、轴向应力、弯曲附加应力等的分析和计算,给出了定向井中的油管尺寸优选、油管柱设计和强度计算校核方法,解决了定向井中的油管柱设计、校核技术难题。对海上油气田定向井和陆上侧钻弯曲井的油管选材、油管尺寸优化、油管柱设计起指导和参考作用。

摘要：设计出一种在不损害油管柱机械强度和结构的情况下测量油管柱内压和轴力的两分量传感器 ,并且设计了相应的硬件测量电路。由于该传感器不需要在油管柱上打孔取压 ,从而保证了油管柱有较高的机械强度 ,在测量时不影响油气井的正常生产。这对于在油田生产过程中及时掌握油管柱的受力情况及优化采油工艺具有重要的意义。

摘要：为了避免生产过程中直井的油管柱受井底的轴向载荷失稳变形从而导致油管柱与井筒发生磨损,防止油管柱发生失稳变形引发事故,安装扶正器是有效的措施。针对扶正器的安装主要依靠经验,缺乏理论分析指导,既容易导致事故发生又增加成本的问题,基于封隔器—油管柱的实际受力及变形分析,建立了油管柱失稳力学模型,推导了直井中相邻扶正器临界失稳长度的计算公式,得出了扶正器的合理间距,并利用MATLAB进行实例的分析计算。结果表明:从中和点到井底,扶正器的布置间距呈现减小趋势;井口油压的降低导致油管柱临界失稳长度变小,使得扶正器的布置间距更加密集。该间距设计对油管柱扶正器的现场布置有实际的指导意义。

摘要：海上钻完井安全可靠性要求高,尤其是含CO2气井油管柱的工作环境恶劣,油管柱容易受到腐蚀,仅按照API/ISO、GB/SY标准设计并不能完全保证油管柱在服役过程中的完整性。以涠洲11-4油田某含CO2气井为研究对象,在油管柱腐蚀形貌分析的基础上进行了管柱材料物理化学性能分析,进而借助现代计算流体力学方法,模拟计算了井下安全阀附近油管柱内的流场分布。结果表明,在流动通道变化明显区域,受CO2分压、高温和腐蚀性组分的协同作用,油管柱将会出现严重的流场诱导腐蚀现象,流道结构与腐蚀之间存在协同效应。本文研究有利于识别井下油管严重腐蚀部位,可以为优化设计油管柱结构提供参考。

摘要：针对直井中使用扶正器对抽油杆柱扶正存在的问题,给出确定扶正器扶正范围的计算公式,并推导出防止抽油杆柱和油管柱两者弯曲变形的扶正间距计算公式。为方便使用者进行扶正设计,还给出扶正间距选择版图和计算程序。

摘要：采油过程中,油管柱始终处在一个复杂的动力环境之中,承受多种力的激励和响应,从而导致油管柱结构的损坏或加剧油管柱的破坏。而分支井采油机理更为复杂,上部井下控制阀产生的汇流处,是油管柱振动研究中一个新的振源,而油管柱的振动将引起井内流体的压力波动。正确认识分支井汇流引起的管柱振动规律,为避免发生井下油管事故有着重要的意义。基于流体力学理论,采用有限元分析方法,利用通用大型流体力学软件Fluent,建立了分支井采油管柱汇流力学模型,分析了汇流流场的流动状态以及汇流对采油管柱造成的流体激振力。揭示了分支井汇流处管内管外的压力差与井下控制阀进液孔处动压力的关系。为分支井采油管柱的优化设计提供了理论依据。