变刚度组合套管柱弯曲变形计算

利用弹性变形原理和研究方法，对不同钢级、壁厚的变刚度组合套管柱的弯曲变形计算进行了研究。采用三角级数的表达式，导出了挠曲变形方程及计算方法。在变刚度条件下，套管挠度与变刚度系数β成反比，在两支点间距为常数情况下，仅与惯性知I成反比。实例计算表明，在变刚度组合套管柱中，变刚度引起的挠度计算误差不能忽略，与传统的不变刚度计算方法相比，相对误差在35％～45％之间。应用本文的级数方程和能量方法，可迅速计算变刚度组合套管柱的挠曲变形量，这对合理确定套管扶正器安放位置、提高套管柱居中度都很重要。     

高压注水管柱受力分析

进行高压注水管柱受力分析的目的就是根据注水条件研究注水管柱在不同过程中的各类效应，以及这些效应对管柱产生的受力和变形规律，从而明确注水管柱的工作状态，保障注水管柱有效合理地工作。较详细地分析了高压注水管柱在锚定、坐封以及注水3个过程中的受力状态和变形情况，并分析了高压注水管柱在不同过程中受到的各种效应的影响，推导出注水管柱在不同过程中的应力及变形的计算公式，并给出了算例。     

高压注水井套管保护管柱受力分析探讨

针对中原油田注水压力逐年增高及套损严重的问题,开展了注水井套管保护技术研究工作,其管柱由水力锚+Y341封隔器+大通径注水器+球座组成.该管柱下部可接入分层注水管柱,实现多层分注管柱的上部套管的有效保护,延长套管的使用年限.文章详细分析计算了该管柱在加压锚定前、坐封、注水等状态下的受力、变形情况.其结果可指导现场施工及今后的工具设计工作.     

抽油杆柱的受力分析

目前关于作用在抽油杆柱上的各种力的检测以及那些使油杆柱产生弯曲趋向的载荷的关系已经存在。在反对真实力作为杆柱弯曲的决定参数的同时，应把重点放在有效力上，实例计算显示了有效张力在上部杆柱以及近泵处抽油杆柱的分析及加重杆设计中的重要地位。     

套管柱井口装定计算方法研究

传统的套管柱井口装定计算方法,由于在计算套管柱轴向力时采用的是压力面积法,导致计算过程复杂繁琐。为此,采用浮力系数法,重新推导了套管柱井口装定计算的整套公式,并给出了按照复合管柱和单一管柱计算的井口轴向力计算公式。算例计算表明,浮力系数法更简单、更准确,因而更实用。      

水平井套管受力变形分析的有限元方法

以整体套管柱为研究对象，设计了特殊的有限元模型来描述套管与井壁的接触状态和套管的受力。此模型综合考虑了井壁的间隙、井眼的曲率、摩擦力等因素的影响，能较为准确地反映套管的受力变形。据此编制了相应的计算程序，能计算出套管的变形及受力大小，为模拟套管整个下入过程的受力变形提供了一套有效的方法。     

KHW801水平井窄间隙套管柱下入工艺

由于地质结构复杂，KHW801水平井在进人水平段之前多次调整井眼轨迹，井斜超过70^。的井段长达120m，致使在0215．9mm井眼中下人ф177．8mm套管难度较大。通过建立套管串下人的力学模型、优选套管串结构、优选下套管前的通井钻具结构、调整钻井液具有良好的润滑性和流变性等措施，确保了ф177．8mm套管顺利下人到井眼中。     

高压异常地层套管外挤力研究

研究发分析了高压异常地层套管柱的受力状况，建立了套管柱三维空间力学模型，研制了相应的计算机软件。该空间力学模型考虑了地层因素，井身结构因素，腐蚀因素等，其计算结果与套管抗挤毁的模拟试验结果非常吻合。所研制的计算机软件功能完善，并且有完善的前后处理功能。     

对《套管柱井口悬挂载荷计算方法》的几点意见

套管柱井口悬挂载荷计算方法(SY/T5731—1995),是我国关于套管柱井口装定计算的唯一标准。详细论述了该标准存在的一些缺点,认为其主要缺点表现在三个方面:第一,采用压力面积法计算轴向力,一方面导致计算过程复杂繁琐,另一方面其计算精度没有浮力系数法高;第二,个别计算内容有错误;第三,计算项目不够齐全,附加轴向力计算中没有考虑管内外液面下降,没有给出上提拉力增量和上提长度的计算公式,没有给出井口断面的三轴应力强度校核。建议我国钻井专业标准化委员会尽快修订该标准,并修改标准名称。     

套管钻井中变应力幅载荷下管柱疲劳强度的评估

套管钻井中，套管柱会承受各种载荷的作用。分对称循环变应力幅载荷和不对称循环变应力幅载荷两种情形，推导了不同钻进参数下考虑变应力幅载荷的套管疲劳强度计算公式，阐明了变应力幅载荷的变化对套管疲劳强度的影响；结合套管钻井的实际给出了算例分析，计算结果显示，在相同条件下采用不对称循环变应力幅栽荷模型，计算出的疲劳强度值要比对称循环变应力幅载荷模型的大，表明在实际评估中采用对称循环变应力幅模型计算所得的结果趋于保守，因而具有更高的安全系数。     

YK1井技术套管磨损分析

通过对ＹＫ１井技术套管磨损进行力学分析，认为井身质量（尤其是全角变化率）、钻柱轴向拉力及侧向力、钻井时间、套管强度、套管内外钻井液密度、固井质量等是影响深井（超深井）套管磨损的主要因素。计算了该井技术套管磨损量并描述了套管磨损形状。     

套管压裂管柱安全性计算方法与准确性研究

通过对新疆油田公司5井次套管压裂事故的套管柱进行安全性计算,发现基于静态受力分析的管柱安全性计算方法在直井中有着较高的准确性,能够保证套管柱的安全。对于水平井,该方法的计算结果与实际不符,不能指导压裂作业。分析理论极限泵压与油层套管实际破坏泵压的误差,该误差值与水平段长度呈正比关系。在水平井中采用该方法计算压裂管柱的安全压力时,应当根据水平段长度设定安全系数。根据统计结果,在水平段长度为1 600 m时,油层套管的三轴应力安全系数应当增加16.27%。     

弯曲井段中套管柱挠曲变形的分析计算

水平井中的造斜段井身轨迹处于弯曲状态，因此位于其中的套管柱具有初弯曲。这样弯曲井段中套管柱不仅要受到自重产生的横向均布载荷和纵向载荷的作用，而且还有初弯曲，受力及变形很复杂。在考虑弯曲的条件下利用力法对弯曲井段中套管柱的挠曲变形进行了分析计算，推导出了相应的计算公式，其结论对工程实际有一定的指导意义。     

对我国《套管柱强度设计方法》标准的疑问

研究分析认为,2000年修订的《套管柱强度设计方法》(SY/T5322-2000)新标准存在一些值得商榷的问题,主要有:1)三轴应力强度在计算轴向应力时,对第一段套管采用压力面积法,以上各段则采用浮力系数法,两种方法混合使用;"轴向压应力可增大抗挤强度"的设计,是欠安全的;2)三轴抗拉强度计算公式、附录B中管内压力pi的计算、附录B2中有效拉力的绘图等,都可能有错误;3)用"垂深长度"乘以套管的"线浮重"计算定向井套管的自重拉力,与实际相差太大;4)套管弯曲力的定义不够严格,把弯曲力加到垂直井段是不正确的.     

热采管柱的应力分析

稠油开采中注入热蒸汽时,套管柱除受正常应力外,还由于套管柱与水泥环地层热胀系数不同而产生很大的热应力。采用弹性力学的位移解法对该问题进行求解,得到了管柱的应力解析式,为进行管柱设计和选择提供了理论依据。     

有段长约束的套管柱强度优化设计

为了实现套管柱强度的优化设计，在定义了套管有效工作井段的概念，分析了不同种类套管进行连接的条件之后，将这一设计归结为有段长约束的套管柱强度优化设计问题，并指出求求解的困难所在，在此基础上，结合人国智能树图的广度优先方法，建立了套管柱强度优化设计的树图搜索逻辑运行框图，编制了相应的软件，从而实现了有段长约束的套管柱强度计算机辅助最优化设计。     

对应用三轴强度理论进行套管柱设计的分析

从套管柱三轴强度设计理论分析入手，讨论了应用三轴强度理论进行套管柱设计时应该注意的几个问题。给出了应用计算机实现套管柱设计的方法和步骤，并编制了相应的计算软件，结合具体设计实例，通过计算分析表明，应用三轴强度理论进行套管柱设计具有分析全面、计算精度较高的特点。     

含盐膏层井复合套管柱优化设计技术

讨论了复合套管柱优化设计模型的目标函数及其约束条件，以及借助数据库查询方法进行求解该模型的主要过程和组成软件的主要模块，分析了盐膏层套管外挤压力的主要特征，介绍了套管柱优化设计通用软件在含盐膏层井复合套管柱设计中的应用情况。