目前,注水开采是在采油生产中较为普遍采用的稳产高产措施。地面水源的来水经地面管网系统和井下注水管柱进入到地层当中,在配水器中水嘴的节流作用下,控制不同油层的注入水量。实现分层注水生产的前提是注水管柱结构的合理设计,本文的主要内容是油田注水生产中注水管柱的结构设计方法的研究。传统的设计方法效率低,设计周期长,而且在设计过程中多依赖设计人员自身的专业修养和经验,缺少必要的定量计算分析。本文根据注水管柱的结构特点及生产工艺要求,借助计算机仿真技术理论,采用有限元分析方法,建立了注水管柱的水力学分析和固体力学变形分析的数学模型,并通过对相应数学模型的求解,分析注水管柱的生产配注状况以及结构变形受力情况,为设计出合理的管柱结构方案提供依据。在本文的理论研究基础上,编制了相应的仿真分析程序,为设计人员提供一种完成注水管柱结构设计工作的工具。 通过对管柱设计实例的分析,验证了本文中所建立的数学模型的准确性和实用性;所开发的软件具有可视化设计,人机交互式输入,操作简单和界面友好等特点。 本文的理论研究及设计分析软件的开发,为注水管柱的结构设计提供了新的方法,计算机仿真技术在油田工程设计领域中的应用,能大大地提高油田设计工作的技术水平。