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多随机因素作用下储气库套管运行期安全性分析
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:岩土力学
  • 时间:2012.12.11
  • 页码:3721-3728
  • 分类:TE256[石油与天然气工程—油气井工程] O242[理学—计算数学;理学—数学]
  • 作者机构:[1]山东大学土建与水利学院,济南250061
  • 相关基金:国家重点基础研究发展规划(973)项目(No.2009CB724607);国家自然科学基金资助项目(No.41172267,No.41172268);山东省自然科学基金资助项目(No.ZR2011EEM004);山东大学自主创新基金资助项目(No.2010TS044).
  • 相关项目:地下工程涌水壁后注浆压力传递机理及对支护结构稳定性影响研究
中文摘要:

套管是地下储气库运行过程中的薄弱环节,各随机因素的变化会对套管系统安全性产生较大的影响。以三维套管-水泥环-围岩系统为研究对象,考虑几何尺寸、荷载、材料特性等多因素的随机特性,基于蒙特卡罗法对储气库运行期套管系统的失效概率及敏感性因素进行分析,通过与地质模型试验结果进行对比,验证了数值模拟结果的可靠性。结果表明,各随机因素对套管系统可靠性的影响程度不同,其中套管厚度、套管内径、工作内压、水泥环厚度为高敏感性因素,且各因素的影响效果不同,在工程中可采取不同措施提高系统可靠性;采气阶段,根据储气库腔体应力状态和体积变形规律确定的最大采气降压速率不会影响套管系统的安全性。

英文摘要:

Casing is a weak part of underground gas storage during its operation period, which will be influenced by kinds of stochastic factors. In this paper, failure modes and failure criterions of casing and cement sheath are discussed firstly; then a three dimensional calculation model including casing, cement sheath and wall rock is established based on Jintan underground gas storage in Jiangshu province. Stochastic characters of geometrical size, load and material parameters of the casing system are analyzed, which are applied to the safety analysis. Then, failure probability and sensitive factors are calculated based on Monte Carlo method. At last, the simulation result is proved by a three dimensional geological model experiment. The research results indicate that the influences of the randomness responding to factors on casing reliability are different. Thickness of casing, inner diameter of casing, operation pressure and thickness of cement sheath are sensitive factors of casing-cement and wall rock system. Moreover, different factors have different effects on reliability. The reliability of casing decreases as storage pressure decreasing. And the reliability of cement sheath decreases as storage pressure increasing. More attention must be paid because failure probabilities of casing are high when the gas pressures of storage are extremely high or low. The gas extraction rates determined by the volume convergence law of the caverns will not influence the safety of casing-cement and wall rock system.

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期刊信息
  • 《岩土力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 主编:孔令伟
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:ytlx@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87198484 87199252
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7598
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1199/O3
  • 邮发代号:38-383
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,美国《工程索引》EI收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:56873