套管磨损对深井套管柱安全可靠性的影响

发布时间：2020-05-21 01:26

【摘要】： 近年来,随着深井数量增多,在已经下入套管的井中继续钻进造成套管内壁的磨损是深井钻井期间一个不容忽视的问题。如何准确地预测套管的磨损程度及磨损剩余强度对于深井套管的设计及钻井施工具有十分重要的意义。论文分析了套管的磨损原因和机理,应用目前发展比较成熟的White和Dason磨损效率模型,求出套管的磨损面积。同时利用几何关系,计算出月牙型磨损套管的最大磨损深度。磨损套管剩余强度分析主要包括剩余抗挤强度和剩余抗内压强度分析。均匀外载剩余抗挤强度分析中,将套管磨损看成是套管自身缺陷,通过修正考虑内部缺陷的套管强度计算经验公式,得到一种新的求解磨损剩余强度的方法,具有很好的计算精度。非均匀外载抗挤强度分析中,给出了一种剩余抗挤强度的计算方法,推导了一种将非均匀外载转化成均匀外载的方法,并讨论了地层弹性常数对套管外挤力的影响,为深井套管柱设计提供参考。剩余抗内压强度分析中,通过建立“长形槽”模型,进行理论推导并结合有限元数值计算分析磨损套管的剩余强度。根据建立的力学计算模型,利用Matlab语言编程,对胜科1井进行实例分析,根据完井井身结构及实际工作参数,计算出全井各段套管最大磨损深度、剩余强度及剩余强度安全系数及其它们随井深的变化关系,得到了全井段中安全系数较小的危险点,及套管磨损后设计的安全系数,给出设计中许可的磨损深度,为深井的套管柱强度设计提供了参考。
【图文】：

形貌,套管挤毁,形状,挤毁

第三章磨损套管的剩余抗挤强度计算献资料和现场实测表明，套管磨损一般为非均匀磨损，其形式主要为月于月牙型磨损部位壁厚最薄，且存在较大不圆度和壁厚不均度等几何缺挤压力作用于套管时，将产生附加弯矩，形成应力集中区，进而出现屈服承载迅速降低，塑性区迅速由内壁向外壁扩展，在套管磨损处发展成塑性结构失稳，造成套管挤毁失效。 3-1 为磨损套管的挤毁形貌[33]。由图可知，非均匀磨损挤毁截面呈“梨”匀磨损套管挤毁类似于“三铰”失稳，未磨损套管的挤毁截面呈“哑铃”铰”失稳；显然，均匀磨损套管的挤毁与未磨损套管的挤毁情况相似。研对于非均匀磨损套管，挤毁在磨损区域塑性铰形成过程中，套管内壁其它压仍然保持线性关系。因此，在计算磨损套管的抗挤强度时，应重点考虑度的影响，，同时考虑制造缺陷对套管抗挤强度的影响。

套管磨损,屈服破坏,应力分布,抗挤强度

第三章磨损套管的剩余抗挤强度计算以下分析根据套管随着磨损度的变化情况来分析套管的剩余抗0 10 20 30 40 502030405060708090100磨套管损余剩度强MPa，套管磨损度，%磨损半径为84mm磨损半径为63.5mm图 3-5 套管剩余抗挤强度与磨损度之间的关系5 The relationship between residual collapsing strength and wear degr
【学位授予单位】：中国石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH117.1

【参考文献】