[发明专利]井口装置抬升高度的确定方法

权利要求书

1.一种井口装置抬升高度的确定方法，其特征在于，应用于计算机设备，所述确定方法包括：

获取环空上顶力，所述环空上顶力为生产过程中，油气井的环空对井口装置施加的轴向作用力；

获取所述油气井中油管的温度变化量以及套管的温度变化量；

基于所述油管的温度变化量及所述套管的温度变化量，确定所述油管受到的第一轴向热应力和所述套管的自由段受到的第二轴向热应力，所述套管的自由段为所述套管的未被水泥所固化的管段；

基于所述环空上顶力、所述第一轴向热应力和所述第二轴向热应力，确定所述油气井的总上顶力；

基于所述套管的温度变化量，确定径向热应力，所述径向热应力包括所述套管受到的第一径向力和所述油气井的水泥环受到的第二径向力；

基于所述环空上顶力以及所述径向热应力，确定所述套管与所述水泥环之间的胶结力；

获取所述油管、所述套管以及所述井口装置的总重力，并根据所述总重力和所述胶结力，确定所述油气井的阻止力；

根据所述阻止力和所述总上顶力，确定所述井口装置的抬升高度。

2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述基于所述套管的温度变化量，确定径向热应力，包括：

获取各层所述套管的热膨胀系数以及所述套管的原始长度；

基于所述热膨胀系数、所述原始长度和所述套管的温度变化量，确定各层所述套管的径向体积变化量以及所述水泥环的径向体积变化量；

根据所述套管的径向体积变化量以及所述水泥环的径向体积变化量，确定所述第一径向力以及所述第二径向力。

3.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述基于所述环空上顶力以及所述径向热应力，确定所述套管与水泥环之间的胶结力，包括：

获取径向初始地应力；

根据所述环空上顶力、所述径向热应力以及所述径向初始地应力，确定所述水泥环与所述套管的接触面上的初始正向力；

基于所述初始正向力，确定所述接触面的最终正向力；

基于所述最终正向力，确定所述胶结力。

4.根据权利要求3所述的确定方法，其特征在于，所述基于所述初始正向力，确定所述接触面的最终正向力，包括：

基于所述初始正向力，确定所述接触面的横向力、第一正向力以及第二正向力，所述第一正向力为所述接触面由混凝土收缩效应产生的正向力，所述第二正向力为所述接触面由拉伸泊松效应产生的正向力；

根据所述横向力、所述第一正向力以及所述第二正向力，确定所述最终正向力。

5.根据权利要求4所述的确定方法，其特征在于，所述基于所述最终正向力，确定所述胶结力，包括：

建立微元段的平衡方程；

基于所述最终正向力以及所述平衡方程，确定所述接触面的胶结强度；

获取每层所述套管的横截面积；

基于所述胶结强度以及所述套管的横截面，确定所述胶结力。

6.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述获取环空上顶力，包括：

获取各个所述环空的压力值、所述环空内的流体密度以及所述水泥环的高度；

基于所述环空的压力值、所述环空内的流体密度以及所述套管外的水泥环的高度，确定所述环空上顶力。

7.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，基于所述油管的温度变化量，确定所述油管受到的第一轴向热应力，包括：

获取所述油管的轴向变形量以及所述油管的轴向刚度；

基于所述油管的轴向变形量以及所述油管的轴向刚度，确定所述第一轴向热应力。

8.根据权利要求7所述的确定方法，其特征在于，基于所述套管的温度变化量，确定所述套管的自由段受到的第二轴向热应力，包括：

获取所述套管的自由段的轴向变形量以及所述套管的轴向刚度；

基于所述套管的自由段的轴向变形量以及所述套管的轴向刚度，确定所述第二轴向热应力。