直埋式套筒伸缩器、法兰式套管伸缩接头、手柄对夹式蝶阀
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一、坐封:a井在井口温度为20℃,井口油压为20 MPa,用比重为1.25的泥浆液进行坐封,用TDAS软件计算得到以下结果。
膨胀效应发生在横向上,而伸缩接头只能在纵向上影响管柱的受力,有无伸缩接头的气井在各种工况下其油管柱的膨胀效应是一样的,所以在后面的分析中主要讨论轴向力和三维应力对油管柱的作用方式。坐封时要先对油管柱憋压,憋压过程中井口处的油管柱受到油管自重和因油压而产生的向下的拉力,这个过程中有无伸缩接头对井口处油管柱受力影响不大,但是当封隔器坐封后,伸缩接头可以补偿形变,减少井口处油管的压力。
二、酸化:以A区块a井为例,在油压为30MPa时用TDAS软件计算得到以下结果。
在酸压工况中,油管柱整体受到自身重力、活塞力、弯曲效应、膨胀效应和温度效应共同产生的合力。在酸化压力较小时,油管柱自身的重力为最大破坏力,其方向垂直向下。而在油管柱低端的封隔器处还有一个以活塞力为主的竖直向上的力,此力便能在一定程度上将重力中和。对于没有伸缩接头的油管柱,竖直向上的力会一直沿着管柱向上传递,最终就会使井口处的油管柱受到的伸张力有所减少;对于有伸缩接头的油管柱,竖直向上的力在传递过程中就会因伸缩接头的作用而中断,此时的中和点位置要深于前者的中和点位置,同时井口处的伸张力减少程度要小于前者。
在高压酸化时,压力与温差变化是对油管柱的主要破坏因素。油管柱会因注入温度相对较低的压裂液而收缩,同时也会受到活塞力和弯曲效应的影响发生收缩形变。此时的油管柱两端分别被井口和封隔器固定,任何形式的形变都会使得油管柱承受很大的压力或者拉力,而伸缩接头能够有效地帮助油管柱补充形变,使油管柱承受的力减小。