[發明專利]玻璃鋼油管振動疲勞壽命預測方法

在審

• 申請號: 202310090408.1
• 申請日: 2023-02-09
• 公開（公告）號: CN115906712A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 黃有為
• 申請（專利權）人: 南智（重慶）能源技術有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F111/04;G06F119/04
• 代理公司: 重慶西南華渝專利代理有限公司 50270
• 代理人: 杜爭爭

本申請涉及一種玻璃鋼油管振動疲勞壽命預測方法，涉及井下工程技術領域，其包括以下步驟：S1、玻璃鋼油管柱振動分析；S2、玻璃鋼油管的沖蝕分析；S3、玻璃鋼油管柱的剛強度分析；S4、玻璃鋼油管柱振動疲勞壽命計算。該申請具有能夠對油管進行振動疲勞壽命預測的優點。

技術領域

本申請涉及井下工程技術領域，尤其是涉及一種玻璃鋼油管振動疲勞壽命預測方法。

背景技術

我國多數油田形成于陸相沉積盆地之中，油藏地質結構復雜，油井完井后，地層能量、井況及產出液物理性質多種多樣。在開采原油時，如果油井的自身能量不能將井筒中的原油舉升到地面，就需要采用以機械采油為主的方式進行人工舉升。采油管柱是機械采油系統的組成部分，位于井筒內，所起的作用是將地面的能量傳遞至井筒中的原油，并且舉升到地面。由于玻璃鋼油管柱的特殊使用條件，對其進行壽命預測是一項很重要的工作。

相關技術見申請號為201210275099.7的專利，其公開了一種玻璃鋼套管工程壽命的預測方法，包括以下步驟：工況分析、安全系數的確定、短期濕熱老化函數的建立和工程壽命的預測。

針對上述相關技術，實際工作下，注水量的無序變化會使玻璃鋼油管柱振動，使玻璃鋼油管柱處于一種高頻振動下的工作狀態，上述預測方法不適用。

發明內容

為了改善目前無法對玻璃鋼油管柱振動工況下壽命預測的問題，本申請提供一種玻璃鋼油管振動疲勞壽命預測方法。

本申請提供的一種玻璃鋼油管振動疲勞壽命預測方法采用如下的技術方案：

一種玻璃鋼油管振動疲勞壽命預測方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、玻璃鋼油管柱振動分析；

S2、玻璃鋼油管的沖蝕分析；

S3、玻璃鋼油管柱的剛強度分析；

S4、玻璃鋼油管柱振動疲勞壽命計算。

可選的，步驟S1中，對井下玻璃鋼油管柱的振動檢測將通過檢測油管柱地面井口裝置上的振動，通過振動檢測獲得的結果，分析注入流體對油管柱作用力的變化規律，將檢測位置的流場作為整個油管柱流場分析的邊界條件；應用計算流體分析軟件，分析整個油管柱內的流場，獲得整個油管柱的振動規律。

可選的，振動檢測方法為：根據工作要求于工況的變化，在生產現場進行傳感器布置并實測，獲得檢測時油管柱的振動情況，通過多次的振動檢測，得到油管柱振動的變化規律。優選的，在生產現場定期進行振動檢測及數據采集，根據采集的結果對井下玻璃鋼油管柱的振動狀況進行校驗。這樣能夠使井下玻璃鋼油管柱的壽命預測更加精確。

可選的，步驟S2中，利用流場分析系統，分析獲得回注氣田水在油管內的壓力分布關系式為P_f＝kH+2.5，其中，k表示壓力系數，k＝0.01MPa/m；H表示距離井口的深度，單位m。

可選的，步驟S3中，剛強度分析的邊界條件包括約束條件，約束包括井口采油樹對油管的約束、井底扶正器對油管的約束以及井底扶正器僅在油管發生變形后，井底扶正器與套管發生接觸時對油管的變形發生約束。

可選的，剛強度分析的邊界條件還包括外加載荷，外加載荷包括回注氣田水的壓力、油管自重、從井底到井口溫度變化產生的熱應力。井筒內的溫度隨井深的變化而發生變化，在距離井口任意位置井筒的溫度按照下式進行計算：T＝T₀+Z/25；

式中：Z表示井筒計算位置到井口的距離，單位m；

T表示分析位置井筒溫度，單位℃；

T₀表示井口溫度，單位℃。