压缩天然气储气井有限元分析

【摘要】：压缩天然气高压地下储气井建在人口密集的城市中间,提高储气井的强度并保证储气井的安全可靠运行至关重要。考虑到水泥环和地层对储气井井管的作用力,依据弹塑性力学理论和有限元法,分别建立了井管-水泥环-地层系统的力学模型,以177.8mm×10.36mm的标准井管为例,得到了系统应力场的解析解和数值解。分析结果表明,井管的最大等效应力小于许用应力,处于安全状态,同时在水泥环和地层的作用下,井管的受力明显减小,水泥环对井管环向应力和轴向应力的加强系数分别达到18%和20%,增大水泥环的弹性模量可以提高储气井的承载能力。 【作者单位】： 中国石油天然气集团公司石油管工程重点实验室;中国石油集团石油管工程技术研究院;
【关键词】： 压缩天然气储气井 水泥环 地层 应力 有限元分析
【基金】：陕西省科技项目:地下储气库老井套管柱强度计算方法(2013KJXX-07)
【分类号】：TE822
【正文快照】： 目前国内加气站对压缩天然气(CNG)的储存一般都采用如图1所示的高压地下储气井方式。储气井埋于40~300m的地下,通过接箍将井管连接在一起,两头安装封头,并且装有扶正器。在井壁和地层之间灌入水泥浆,固封之后的水泥环既可以起到支撑井筒的功能,又可以起到防腐作用[1]。储气井

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