水泥環(huán)及補(bǔ)強(qiáng)纖維增強(qiáng)與儲(chǔ)氣井強(qiáng)度研究.pdf

1、隨著國家大力發(fā)展清潔能源趨勢(shì)的加強(qiáng)，儲(chǔ)氣井作為一種新型地下儲(chǔ)氣裝置，因具有占地面積小、消防半徑低、儲(chǔ)氣溫度恒定等優(yōu)點(diǎn)得到了大量推廣應(yīng)用。隨著儲(chǔ)氣井的大量應(yīng)用和使用時(shí)間不斷增加，在儲(chǔ)氣井檢驗(yàn)、制造以及使用中發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)氣井不僅存在井筒飛出、井筒上竄、井筒上冒下沉等安全隱患，而且因降壓、停用產(chǎn)生大量經(jīng)濟(jì)損失。為保證儲(chǔ)氣井的安全性和降壓、停用井的經(jīng)濟(jì)效益，近幾年關(guān)于儲(chǔ)氣井的研究報(bào)道逐年增多，中國特種設(shè)備檢測(cè)研究院、大連理工大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合起草的儲(chǔ)

2、氣井國家標(biāo)準(zhǔn)也已進(jìn)入報(bào)批階段，這有利于規(guī)范儲(chǔ)氣井的市場(chǎng)秩序，推動(dòng)儲(chǔ)氣井的發(fā)展。
　　加強(qiáng)儲(chǔ)氣井強(qiáng)度是提高儲(chǔ)氣井的安全性和效益性的重要手段，其中水泥環(huán)和補(bǔ)強(qiáng)纖維增強(qiáng)對(duì)于提高儲(chǔ)氣井強(qiáng)度可以發(fā)揮重要作用。水泥環(huán)是儲(chǔ)氣井的一個(gè)重要部分，它能限制井管變形并對(duì)儲(chǔ)氣井起到加強(qiáng)作用;補(bǔ)強(qiáng)纖維可增加井管缺陷強(qiáng)度，是恢復(fù)降壓、停用井正常使用的重要手段。然而長期以來關(guān)于水泥環(huán)和補(bǔ)強(qiáng)纖維對(duì)儲(chǔ)氣井強(qiáng)度影響的研究甚少，相關(guān)試驗(yàn)研究也幾乎處于空白狀態(tài)?；趦?chǔ)氣

3、井的發(fā)展需求和恢復(fù)降壓、停用井正常使用的形勢(shì)迫切性，論文主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)根據(jù)儲(chǔ)氣井實(shí)際施工情況建造地下儲(chǔ)氣井試驗(yàn)井，分別在固井前和固井后測(cè)量了不同內(nèi)壓下的井筒應(yīng)變，通過分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)主要得到如下結(jié)論:水泥環(huán)對(duì)井筒軸向具有更強(qiáng)的加強(qiáng)作用，固井后水泥環(huán)能使井筒環(huán)向應(yīng)力和軸向應(yīng)力分別降低16％和60％;井筒內(nèi)壓升高會(huì)增加水泥環(huán)對(duì)井筒環(huán)向的加強(qiáng)作用，但水泥環(huán)對(duì)井筒軸向的加強(qiáng)作用受內(nèi)壓的影響不大。
　　(2)建立井筒

4、居中、井徑擴(kuò)大、井筒偏心有限元模型，結(jié)合水泥環(huán)和地層力學(xué)性能參數(shù)研究井徑擴(kuò)大、井筒偏心對(duì)水泥環(huán)加強(qiáng)作用的影響，主要得到如下結(jié)論:高模量的水泥環(huán)和剛度大的地層能顯著提高水泥環(huán)的加強(qiáng)作用，可將水泥環(huán)加強(qiáng)系數(shù)由0.13和0.09提高至0.36和0.4;松軟地層發(fā)生井徑擴(kuò)大會(huì)顯著降低水泥環(huán)的加強(qiáng)作用，降幅達(dá)36％;井筒偏心出現(xiàn)在松軟地層，能使加強(qiáng)系數(shù)由0.22降低到-0.14，但當(dāng)偏心度小于33％時(shí)井筒偏心對(duì)加強(qiáng)系數(shù)的影響不大，加強(qiáng)系數(shù)僅降低0