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摘要
针对高温高压高产(三高)气井油管柱磨损失效问题，采用微元法、能量法结合哈密顿原理建立了油管柱非线性流致振动模型，模型考虑了井眼轨迹变化、井筒温度压力变化和套管接触碰撞等因素，通过开展油管柱振动模拟试验验证了模型的正确性和有效性。基于White-Fleisher磨损理论，提出了三高气井油管柱磨损量和磨损深度计算方法，试验测定了油管柱摩擦因数和磨损效率，在此基础上，系统分析了产量、井斜角、井段长度、封隔器位置和扶正器位置对油管磨损特性的影响规律，提出了现场油管柱防磨、减磨方法，即：随产量的增加，管柱磨损寿命呈现降低的趋势，且存在一个突变产量，现场配产设计时，采用提出的分析方法确定突变产量，使现场配产远离突变产量；井眼轨迹设计时，尽量减小直井段长度，增加造斜段长度和稳斜段井斜角，提高油管寿命；封隔器和扶正器设置都存在一个最优位置，此位置与井身结构、管柱结构的因素有关，需采用提出的分析方法确定最优位置，指导井下工具的设计。研究成果可有效提高三高气井油管柱的使用寿命。
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单位中海石油（中国）有限公司湛江分公司; 石油大学机电工程学院
