长距离复杂地层水平定向钻穿越管道施工技术

外钓岛—册子岛水平定向钻穿越管道工程穿越曲线超长,地质条件极为复杂,施工难度很大。通过对穿越管道工程特点及施工难点的分析,在导向孔钻进、扩孔工艺及泥浆控制等方面采取技术措施,解决了超长距离导向孔施工钻杆的失稳问题,以及长距离管道回拖中存在的钻机推力过大、管道易损坏等施工难题,实现了外钓岛—册子岛海底管道的定向钻穿越。     

储层损害定量评价软件的开发设计

介绍了根据储层损害定量评价方法开发设计的储层损害定量评价软件。输入数据包括控制参数、地层参数、流体参数、生产参数、井身参数和射孔参数;可将总表皮系数分解成射孔表皮系数、相交表皮系数等7项表皮系数,计算损害深度,预测增产率;根据输入数据进行压力动态对比计算．以判断参数的准确程度。示例表明该软件应用效果良好。     

管道清管的模糊综合评价

将层次分析法与模糊评判理论应用到管道清管综合评价中,建立了管道清管的层次分析模型,运用群组评判的相似性和差异性计算方法,得出各参评专家的可信度;基于专家的可信度计算指标权重集以及求解模糊统计方法下的隶属度;根据建立的因素集、评价集、隶属度函数和权重集,采用加权平均型的模糊合成算子实现了对管道清管的综合评判。该方法充分考虑了专家之间的差异性,使评价结果更客观、可靠,具有普遍适用性,同时可用于不同清管方案的优选。     

隧道坡度对管道固定墩推力的影响规律

采用能量法对斜坡隧道管道进出洞口处的固定墩推力进行了理论分析,得到了解析计算公式,利用VC语言编制了相应计算程序,并将其集成到油气长输管道工程设计系统PIPSOD软件中。分析了隧道坡度对管道固定墩推力的影响规律,发现进出洞口处固定墩推力均随坡度的增加而近似线性减小。应用4套管道有限元分析软件ANSYS、AutoPIPE、ALGOR及CAESARII,针对川气东送工程石板岭隧道X70钢管道固定墩推力的PIPSOD能量法计算结果进行了精度验证,结果表明:能量法获得的解析解和有限元结果吻合很好,其最大相对误差仅为4.5%,能够满足工程设计的需要。     

长输油气管道强度与优化设计软件

依据有关管道工程设计规范及管道强度、稳定性与优化设计理论,开发了油气长输管道强度与优化设计分析系统软件.该分析软件可完成管道常规设计、抗震设计、穿跨越设计、管道稳定性分析、固定墩设计和隧道内管道优化设计等工作.以西气东输工程隧道管道固定墩推力计算为例,对比了PIPSOD和商用有限元软件的计算结果,最大相对误差为4.2%,计算结果可靠,可满足油气管道工程强度与优化设计的要求.     

基于梁-壳混合教学单元的输气管道穿越地震断层模型

梁-壳单元通常被联合用来模拟输气管道,然而梁-壳单元的分布及其连接处的耦合问题一直是一个研究难点。为此,根据地震断层作用下输气管道变形特点,建立了基于梁-壳混合教学单元的输气管道穿越地震断层有限元模型,并考虑管道变形的计算效率和计算精度兼顾的要求,合理配置了梁、壳单元的分布。利用该模型,讨论了管道埋深、穿越角度、位错量、裂缝宽度对输气管道力学行为的影响规律。结果表明:管道埋深、穿越角度及位错量对管道位移及应变的影响较大,裂缝宽度影响较小;管道浅埋可以有效降低输气管道最大轴向应变;随着输气管道穿越角度的增大,最大轴向位移和最大轴向压缩应变明显减小;在断层两侧,应变及位移较大,远离断层,应变及位移迅速下降。研究成果为输气管道穿越地震断层的安全评价提供了理论依据。     

基于可靠度理论的地下盐穴储气库矿柱稳定性

基于摩尔库伦准则建立盐穴矿柱失效函数，采用蒙特卡洛抽样法分析储气库矿柱安全可靠性，打破了传统方法难以对储气库可靠性具体量化的局限性。应用该方法计算了国内某盐穴储气库矿柱的可靠性指标和失效概率，结果表明：矿柱的失效概率随着盐穴埋深增加和夹层数增多而增大，随着储气库内压增大和矿柱宽度增大而减小；盐穴储气库的矿柱宽度对矿柱可靠性影响最大，在保证资源使用率最高的情况下，应尽量保证盐穴矿柱宽度／盐穴直径（跨径比）大于2；建议造穴时尽量采用埋深浅、夹层数少的优质盐岩层；储气库宜采用较大运行压力的运行模式，运行期间尽量减少低压运行时间。（图7，表3，参14）     

多夹层盐穴储气库最小允许运行压力的数值模拟

通过室内单轴劈裂拉伸、单轴压缩和三轴压缩等试验,获得某油田H-1井多夹层盐岩力学性能参数,回归得到相应的Mohr-Coulomb准则表达式,并利用ABAQUS软件对多夹层盐穴储气库进行了数值模拟计算,分析了储气库的埋深、顶跨、顶部盐岩厚度、顶部相邻夹层厚度及弹性模量等参数对多夹层盐穴储气库最小允许运行压力的影响规律。结果表明:储气库最小允许运行压力随着顶跨的增加而升高,随着顶部相邻夹层弹性模量的增加而降低,而顶部盐岩和相邻夹层厚度对其影响不显著。研究成果可为多夹层盐岩地层储气库的安全运行提供参考。