基于热流固耦合的分级注水泥器失效分析

孙兴伟 徐瑞强 王海燕 杨赫然

摘 要：针对分级注水泥器在实际固井使用过程中出现的循环孔打不开、关不上等失效问题，基于热流固耦合分析理论和ＣＦＤ数值模拟方法，结合某油井的实际固井数据，建立从井口到分级注水泥器位置处的完整三维有限元模型．运用流体计算软件得到不同流体在不同井深位置处产生的压力与温度，将流体域求得的压力与温度传递到固体域，对分级注水泥器变形进行分析．结果表明，固井过程中注入不同流体产生的压力不同，压力对分级注水泥器的变形量有较大影响，本体与滑套的变形是导致循環孔无法正常打开或关闭的主要原因．

关 键 词：热流固耦合；分级注水泥器；变形；失效；分级固井；压力；温度；流体力学

中图分类号：ＴＥ３８ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００－１６４６（２０２３）０２－０１７３－０７

分级固井技术常用在深井、超深井、复杂结构井的固井过程中，分级注水泥器是分级固井的关键工具，目前分级注水泥器的使用成功率已达到９５％，但仍有部分油田在分级固井过程中会出现分级注水泥器打开困难或打不开，打开后不能建立循环，关闭不严，提前打开和关闭等问题［１－３］，这不仅影响了固井质量，也大大增加了作业成本．