国家自然科学基金(50574078)
- 作品数：14 被引量：140H指数：7
- 相关作者：李子丰张永贵阳鑫军田新民王兆运更多>>
- 相关机构：燕山大学中国石化大庆钻探工程公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金教育部重点实验室开放基金河北省优秀专家出国培训基金更多>>
- 相关领域：石油与天然气工程理学交通运输工程化学工程更多>>
- 水泥浆胶凝失重与套管轴向拉力关系实验研究被引量：3
- 2010年
- 水泥浆固化过程是固井工程的重要环节。水泥浆固化好坏直接影响固井质量,继而影响整个钻井工程质量。在水泥浆固化过程中,浆柱压力降低会增加上部套管的拉力,这是导致油、气、水窜及套管早期损坏的主要原因。设计了水泥浆固化过程中套管载荷测试的实验装置,模拟井下不同工况,研究了水泥浆密度、水泥环长度、添加剂以及地层环境等因素对套管顶部应力的影响,得出套管轴向拉力随水泥浆凝固时间增长先增加后降低、最后稳定的规律,为水泥浆体系配方优选、改进注水泥施工工艺等提供了参考。
- 李子丰孟宪鹏梁尔国王忠福李天群
- 关键词：固井水泥浆失重套管受力分析
- 空化射流及其在钻井破岩中的应用前景被引量：11
- 2006年
- 空化射流在地面低环境压力下已经获得了广泛的应用,但是在地下高环境压力下的应用却遇到了一定的困难。为此,阐述了空化现象和空化射流研究简史、空化形成的机理、检验空化生成的方法和影响空化的因素;讨论了传统上用于判断射流是否空化及空化程度的空化数的合理性,结果为用空化数不能判断射流的空化状态,流场中具有绝对压强小于或等于汽化压强的区域是射流空化的必要条件。针对空化射流比普通射流破岩能力强的问题,分析了Rayleigh空穴湮灭冲击压强计算公式存在的问题,给出了空化射流中的流体质量脉动引发作用在岩石表面上的压强脉动是导致岩石破坏的主要原因的理论解释。应用自振射流喷嘴能提高油气井钻进速度的原因不是射流空化,而是脉动的射流在岩石表面产生的脉动压力。在分析深井钻井的高温、高围压等特殊环境和空化形成机理后,认为空化射流应用于深井钻井很难。
- 李子丰
- 关键词：空化射流钻井喷嘴岩石
- 蠕变地层与油井套管相互作用力学模型被引量：26
- 2009年
- 在油井生产过程中,地层的蠕变使套管承受的外部挤压载荷逐渐接近于上覆岩层压力。当套管的外部挤压载荷大于套管的抗挤强度时,套管将产生屈服、变形甚至破裂。目前采用的蠕变地层与套管相互作用的力学模型存在理论上的错误,无法正确计算套管的外部挤压载荷。根据实际建井过程和力学原理,建立了正确的蠕变地层与套管相互作用的力学模型。如果地层不具有蠕变性,地应力不会作用在套管上;如果地层具有蠕变性,且持续时间比较长时,套管所受的外挤载荷为地层的上覆岩层压力。现场检测到的套管非轴对称形变主要是由套管壁厚不均匀、材质不均匀、套管受到刮伤及套管一侧黏土膨胀等因素所致,而不是地层的非均匀地应力造成的。
- 李子丰张永贵阳鑫军
- 关键词：地层套管载荷力学模型
- 内外压力对油井管柱等效轴向力及稳定性的影响被引量：13
- 2011年
- 油井生产过程中,油井管柱因一直受到内外流体的压力而其稳定性有可能受到影响。对传统理论的力学模型及虚构拉力进行讨论,建立真实反映油井管柱状态的力学模型,并根据轴向应变为常数建立管柱稳定性分析等效轴向力计算公式。研究表明:内外流体压力及其变化对悬挂的管柱稳定性没有影响,对两端受约束的管柱的等效轴向力和稳定性有影响;管内流体压力增加,轴向拉力降低;管外流体压力增加,轴向拉力增加;管内压力增加或管外压力降低,可能使管柱的等效轴向力变为负值,甚至小于管柱的临界失稳载荷。
- 李子丰
- 关键词：油管外压内压稳定性失稳
- 热采井注汽过程井筒沿程蒸汽参数变化规律研究被引量：4
- 2007年
- 利用热力学、流体力学原理,建立了热采井注汽过程井筒沿程蒸汽干度分布计算模型。根据能量平衡原理,分析研究了蒸汽参数与压力损失、井筒传热量之间的关系。编制了相应的计算程序,并以实际注蒸汽井数据为基础验证了程序计算方法及蒸汽参数变化规律的正确性。
- 张永贵李子丰
- 关键词：热采井蒸汽参数能量平衡稠油
- 热采井预膨胀固井模拟实验被引量：3
- 2010年
- 热力采油是开采稠油的最广泛、效益较高的方法,但在热采时,油层套管因热效应破坏比较严重。针对稠油热采井套管热破坏的问题,提出了防止其热破坏的预膨胀固井技术,即在注水泥结束但没有凝固时,将油层套管预热和向油层套管施加内压强,使套管膨胀;水泥在套管膨胀状态下凝固。根据现场生产实际和预膨胀固井理论要求,设计了热采井预膨胀固井模拟实验装置。并模拟了常规固井、半预热固井和预压固井工艺以及注蒸汽和生产过程。实验结果表明,采用预膨胀固井技术能有效防止热采井套管注蒸汽热破坏。为下一步的现场试验与应用奠定了基础。
- 阳鑫军李子丰王兆运田新民
- 关键词：热采井套管应力固井套管损坏
- 真空隔热套管井筒套管强度研究被引量：12
- 2010年
- 真空隔热套管是近年来研制成功的新型油井套管,地面测试结果证明其具有良好的隔热性能。但是,将其应用于稠油热采油井形成的隔热套管井筒是否能够满足稠油热采需要,尚需对其强度状况及井筒隔热情况进行深入研究。该文以稠油热采过程中的实际注蒸汽数据为基础,在井筒传热计算结果基础上,结合真空隔热套管结构及完井井筒结构,利用热弹性力学理论,对真空隔热套管井筒套管的内管、外管强度分别进行了计算、分析,利用内外管在不同井深处的应力计算结果,得出了井深、注蒸汽温度等因素对真空隔热套管井筒安全的影响规律。从而为真空隔热套管的正确使用及进一步完善提供了理论依据,也为实施正确的固井工艺提供了参考。
- 张永贵李子丰张立萍
- 关键词：套管强度外管
- 空化射流形成的判据和冲蚀机理被引量：31
- 2007年
- 阐述了空化射流研究简况和空化形成机理。讨论了用于描述空化是否发生和空化程度的空化数的合理性,认为用空化数不能判断射流的空化状态;流场中具有绝对压强小于或等于汽化压强的区域是射流空化的必要条件;在高环境压强下,必须采取特殊的减压措施才有可能实现空化。针对空化射流比普通射流冲蚀能力强的事实,分析了Rayleigh空穴湮灭冲击压强计算公式存在的问题,给出了空化射流的射流质量脉动引发作用在靶体表面上的压强脉动是导致靶体容易破坏的主要原因。
- 李子丰
- 关键词：流体力学空化射流湮灭冲蚀判据
- 地层测试管柱力学分析被引量：30
- 2011年
- 地层测试是油气田勘探和开发的重要过程。在地层测试过程中,测试管柱在多种载荷作用下,形成复杂的应力和应变,有时会引起管柱的屈服破坏、断脱破坏或发生永久性的螺旋屈曲,造成较大的经济损失。根据地层测试作业过程,考虑井眼轨道、测试管柱的组成、井内流体的性能、管柱内外压强、管柱与井壁的摩擦系数、地温梯度、空气温度、油管温度、测试阀的类型、封隔器的类型、封隔器的活塞效应、管柱螺旋失稳效应等参数,建立了测试管柱在整个作业阶段的力学分析数学模型,并用差分法求解,给出沿整个管柱的拉力、扭矩、应力、安全系数、稳定性、伸长等参数。用Visual Basic2008编制了计算软件,并进行了现场应用。
- 李子丰蔡雨田李冬梅徐燕东
- 关键词：地层测试试油试气管柱力学数学模型
- 湿蒸汽两相流压力梯度影响因素分析
- 2007年
- 张永贵李子丰
- 关键词：湿蒸汽两相流影响因素压力梯度
