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石油勘探地下套管损坏载荷强度设计研究

练章华; 罗泽利; 牟凤英; 丁建东 西南石油大学; 四川成都610500; 中石油塔里木油田公司质量检测中心; 新疆库尔勒841000; 华北油田分公司采油工程研究院; 河北任丘062552
非均匀载荷   套损   有限元法   防控措施  

摘要:套管在地层中多处于非均匀载荷之下,而非均匀载荷对套损影响甚大,在开采过程中,套管所受的非均匀载荷随着开采的进行而改变,设计的套管强度可能无法满足要求。针对上述问题,以弹塑性力学和现场数据为基础,建立了套管一水泥环一地层有限元模型,研究在不同的非均匀载荷、壁厚、钢级下套管的应力分布、变形大小、剩余强度等,从而研究非均匀地层载荷下套损的防控措施。研究表明:套管的最大应力随非均匀程度的增加而增大,且最大应力在最小水平主应力方向;在非均匀载荷作用下套管发生了(0.4—1)mm的椭圆变形,削弱了套管的抗挤能力;采用N80钢级的套管在不同的非均匀载荷下,最小剩余强度为(-9.0—75)MPa,而采用P110钢级套管其最小剩余强度为(175—282)MPa,因此提高钢级能有效防控非均匀地层的套损。

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