套管強(qiáng)度校核方法

《套管強(qiáng)度校核方法》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、套管柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法套管柱的組成由不同強(qiáng)度的套管段組成原因：套管受到各種類型外力作用，須具有一定強(qiáng)度。外載大小、類型不同，所需的強(qiáng)度要求也不同，須有一系列不同尺寸、不同強(qiáng)度的套管。即套管系列。套管柱的主要功能抗擠抗拉抗內(nèi)壓密封一、套管外載分析作用在套管上的主要載荷應(yīng)是：軸向力：自重、浮力外擠壓力內(nèi)壓力1.外擠壓力管外鉆井液液柱壓力:（水泥不返到井口時(shí)，上部有一段套管外為鉆井液。該段套管稱為自由套管）水泥漿液柱壓力地層中流體壓力易流動(dòng)巖層的側(cè)壓力等有效外壓力：表層套管：井漏造成全掏空技術(shù)套管：井漏發(fā)生，但不可能造成發(fā)生全漏空的情況，因此技術(shù)套管的下

2、部還有支撐內(nèi)壓力作用油層套管：一般在采油后期產(chǎn)層壓力降得很低的時(shí)候產(chǎn)生最大有效外壓力（開發(fā)后期可能抽油或氣舉采油），因?yàn)檫@時(shí)套管內(nèi)的內(nèi)壓力會(huì)降得很低。若近似認(rèn)為內(nèi)壓力為零，則其受載情況與表層套管類似，即為全掏空。徑向內(nèi)壓力：管內(nèi)流體壓力壓裂作業(yè)等增產(chǎn)措施時(shí)的壓力有效內(nèi)壓力確定井口內(nèi)壓力的三種方法是：1）井口防噴裝置（防噴器及壓井管線等）許用最高壓力。2）套管鞋處附近地層破裂壓力所決定的許用井口壓力。3）下部高壓油氣噴出時(shí)可能出現(xiàn)的井口內(nèi)壓力。對(duì)于油層套管，分油井與氣井采用不同的計(jì)算方法。以下是關(guān)于油層套管內(nèi)壓力的計(jì)算方法之一。對(duì)于油井，認(rèn)為采油

3、初期，產(chǎn)層壓力較高，井口有內(nèi)壓力作用于套管，套管的內(nèi)壓力為井口內(nèi)壓力與原油的液柱壓力之和對(duì)于氣井，井口也有內(nèi)壓力作用于套管?？紤]氣體自重及其壓縮性后，套管內(nèi)任意深度處的內(nèi)壓力3.軸向拉力一般情況下，套管柱在入井過程中（即下套管過程中）承受的拉力最大。這時(shí)，除了套管柱的自重外，還有上提下放時(shí)的動(dòng)載、上提時(shí)彎曲井段處的阻力、或者是遇卡上提時(shí)多提的拉力等附加拉力。在計(jì)算時(shí)，一般只計(jì)算套管的自重，將動(dòng)載、遇卡上提多提的拉力等附加拉力用設(shè)計(jì)安全系數(shù)考慮，或以其它方式考慮。套管柱一般是由幾段套管組成。在計(jì)算套管自重所產(chǎn)生的軸向拉力時(shí)，通常需要計(jì)算的是各段套

4、管頂、底端的軸向拉力。顯然，某段套管頂端的拉力即是其上面一段套管底端的拉力，其底端的拉力即是其下面一端套管頂端的拉力。軸向拉力：自重浮力彎曲附加拉力W軸向拉力計(jì)算方法：當(dāng)不考慮鉆井液的浮力時(shí)，計(jì)算的是套管在空氣中的重量；當(dāng)考慮鉆井液的浮力時(shí)，計(jì)算的是套管在鉆井液中的重量，常簡(jiǎn)稱為浮重。一般可用臺(tái)階法和浮力系數(shù)法計(jì)算。二、套管強(qiáng)度對(duì)所用套管系列的統(tǒng)一規(guī)定，叫套管規(guī)范。規(guī)定了套管生產(chǎn)的尺寸、鋼級(jí)、壁厚、連接方式等；目前一般使用的美國(guó)API套管規(guī)范。1、套管基本參數(shù)套管的基本參數(shù)為套管尺寸、套管壁厚（或單位長(zhǎng)度名義重量）、螺紋類型與套管鋼級(jí)。（1）套

5、管尺寸（又叫名義外徑或公稱直徑）本體外徑4-1/2,5,5-1/2,6-5/8,7,7-5/8,8-5/8,9-5/8,10-3/4,11-3/4,16,28-5/8,20,30....套管尺寸的選擇與鉆頭尺寸相配合?。?）套管壁厚與套管單位長(zhǎng)度名義重量套管壁厚指的是套管本體處套管壁的厚度，套管壁厚有時(shí)又稱為套管名義壁厚。套管壁厚也已標(biāo)準(zhǔn)系列化套管單位長(zhǎng)度名義重量又稱為套管公稱重量，指的是包括接箍在內(nèi)的、套管單位長(zhǎng)度上的平均重量套管壁厚、套管單位長(zhǎng)度名義重量二者是直接相關(guān)的（3）螺紋類型套管螺紋及螺紋連接是套管質(zhì)量的關(guān)鍵所在，與套管的強(qiáng)度和密封

6、性能密切相關(guān)。API標(biāo)準(zhǔn)的螺紋類型有4種：短圓螺紋（英文縮寫STC）長(zhǎng)圓螺紋（英文縮寫LTC）梯形螺紋（英文縮寫B(tài)TC）直連型螺紋（英文縮寫XL，用于無接箍套管）（4）套管鋼級(jí)API鋼級(jí)有10種：H,J,K,N,C,L,P,Q,X.非標(biāo)準(zhǔn)的鋼級(jí)，也較廣泛使用，如NKK,S,SS,V等。API規(guī)定鋼級(jí)代號(hào)后面的數(shù)字乘1000PSi(6894.8Pa)即為該鋼材的最小屈服強(qiáng)度。如:N-80---->80*1000Psi但也有個(gè)別例外:S-80----->55Kpsi；SS-95---->80Kpsi套管鋼材的抗硫能力：有抗硫能力的套管鋼級(jí)H-40,

7、J-55,K-55,X-52,C-75,L-80,C-90套管強(qiáng)度系列：套管外徑1外徑2…...鋼級(jí)…...壁厚…...扣型…...強(qiáng)度…...強(qiáng)度系列三、套管柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)1、套管柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法目前套管柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)中所采用的方法基本上均是安全系數(shù)法，即要求：套管強(qiáng)度／外載≥設(shè)計(jì)安全系數(shù)設(shè)計(jì)安全系數(shù)確定：與外載和強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)，也有三種：抗擠設(shè)計(jì)安全系數(shù)、抗內(nèi)壓設(shè)計(jì)安全系數(shù)、抗拉設(shè)計(jì)安全系數(shù)。套管類型抗擠設(shè)計(jì)安全系數(shù)Sc抗內(nèi)壓設(shè)計(jì)安全系數(shù)Sb抗拉設(shè)計(jì)安全系數(shù)St表層套管1.0～1.11.1～1.21.6～1.8技術(shù)套管1.0～1.1251.1～1.331

8、.6～2.0生產(chǎn)套管1.0～1.21.1～1.41.6～1.9（a）（b）（c）套管柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)示意圖（a）抗擠設(shè)計(jì)（b）抗拉設(shè)計(jì)（c）復(fù)合套管柱1——