考虑磨损的弯曲套管抗挤强度研究及应用

摘要：

为避免异常高压造斜井段套管挤毁和变形等复杂情况,针对该井段套管抗挤强度开展了研究,建立了弯曲套管抗挤受力模型及套管磨损量化理论模型,研究了套管抗挤强度随井眼曲率、轴向载荷及磨损深度变化的规律.研究结果表明:套管抗挤强度随井眼曲率、轴向载荷的增加逐渐下降,且服从良好的二次函数关系;综合考虑轴向载荷及弯曲作用下,套管抗挤强与磨损深度服从良好的线性下降关系.针对目标井所用的φ244.5 mm技术套管,在设计的每100 m井段10°造斜率下校核了不同磅级与不同钢级下的套管抗挤强度,推荐了满足强度要求的套管规格.综合考虑轴向载荷及磨损,在设计的10°造斜率下,计算得到剩余套管抗挤强度最低为54.106 MPa,较套管API名义抗挤强度降低约7.194 MPa,降幅11.74％,剩余抗挤安全系数为1.312(＞1.125),满足标准设计要求,同时计算了推荐套管所能承受的最大曲率范围.指出弯曲载荷下的套管抗挤强度受弯曲率及磨损深度影响较大.研究结果对于造斜井段的套管抗挤强度设计具有一定的借鉴意义.

关键词：异常高压、造斜井段、弯曲套管、抗挤强度、井眼曲率、轴向载荷、磨损深度

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分类号：TE925(石油机械设备与自动化)

资助基金：国家科技重大专项“海外重点油气田开发钻采关键技术”2017ZX05032-004;国家自然科学基金项目“深水高温高压井钻采过程中密闭环空压力预测和套管柱力学研究”51504284;国家重点基础研究发展计划973计划项目“深水海底井口-隔水管-平台动力学耦合机理与安全控制”2015CB251203

在线出版日期：2019-05-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

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