某水平井套管开裂失效实验及数值模拟研究 |
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引用本文: | 王蕊,张乐,闫晓峰,韩东,杨鹏.某水平井套管开裂失效实验及数值模拟研究[J].铸造技术,2023(1):80-85. |
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作者姓名: | 王蕊 张乐 闫晓峰 韩东 杨鹏 |
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作者单位: | 1. 中国石油集团工程材料研究院有限公司;2. 长庆油田分公司第六采气厂 |
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摘 要: | 通过分析水平井套管现场服役工况,并结合宏观观察、理化性能检测、组织分析、扫描电镜观察和能谱分析等实验研究及数值计算方法,系统分析了水平井套管发生开裂失效的原因。结果表明,套管材料性能满足标准要求,但套管内壁存在大量腐蚀坑,套管在酸化压裂过程中发生点蚀。断口分析表明,裂纹起源于腐蚀坑底,套管内部存在非金属夹杂缺陷。通过数值模拟计算,分析了套管在完整及含缺陷状态下的承压能力,套管在腐蚀和缺陷作用下承压能力极大降低。当缺陷深度为0.5 mm、内压47 MPa时,套管在52 MPa压裂过程中沿原始缺陷方向发生开裂失效,与套管在压裂作业过程中失效情况相符。依据所得研究结果提出避免此类失效事故的建议。
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关 键 词: | 水平井套管 腐蚀 缺陷 开裂 有限元模拟 |
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