Φ139.7 mm×12.7 mm CB125HC高抗挤套管抗外挤性能研究

利用实物试验和有限元模拟研究了几何参数对高抗挤套管抗挤性能的影响。检测10支同批次Φ139.7 mm×12.7 mm CB125HC套管的外径、壁厚等几何参数,利用立式挤毁试验系统进行挤毁试验,得到套管抗挤强度值。对检测的几何参数和挤毁结果进行分析,研究壁厚不均度、椭圆度等对套管抗挤能力的影响。利用实测数据建立有限元模型,计算各个样品的抗挤强度值并与API计算值和实测值进行比较。结果表明:高抗挤套管的抗挤强度远大于API计算值,说明API公式不适用于高抗挤套管,有限元结果与试验结果相近,用有限元方法可快速预测高抗挤套管的抗挤能力。     

高强度页岩气井开采用CB140V套管的开发

分析页岩气开采用套管的使用工况和失效形式,设计开发出CB140V钢级页岩气套管.以Φ139.7mm×12.7 mm规格为例,从材料设计、轧制工艺优化、热处理工艺研究、尺寸精度提升、抗挤毁能力研究等方面,实现具有高强度、高韧性、高尺寸精度、高抗挤毁性能的页岩气套管开发,并顺利完成了油田试用,取得了良好的效果.     

SEW高抗挤套管抗外压挤毁性能研究

研究了80~125钢级SEW高抗挤套管的材料性能、尺寸精度、残余应力和抗外压挤毁性能。研究结果表明:屈服强度是影响SEW高抗挤套管抗挤强度的决定性因素,径壁比、外径不圆度、壁厚不均度和残余应力是影响SEW高抗挤套管抗挤强度的主要因素;提高套管的屈服强度和尺寸精度,减小径壁比,降低残余应力均可提高套管的抗外压挤毁性能。     

BG110T抗挤套管的试验研究（上）—残余应力、平均壁厚、屈服强度对临界抗挤强度的影响

结合BG110和BG110TT套管的研制开发，系统研究了轧管热处理工艺对套管残余应力，壁厚公差，屈服强度以及临界抗挤压力的影响，研究结果表明，孔型设计采用壁厚正公差，采用多机架均整及严格控制回火 度与矫直温度，可使套管屈服强度提高。残余应力降低，从而有效地提高了套管的抗挤毁性能，当残余应力控制在100MPa以内，壁厚公差控制在＋8％左右时，套管的临界抗挤压力可达到API标准值的1．6倍。     

超高强度抗挤套管的开发

中原油田东濮凹陷地区发育相当成熟的岩层要求套管单轴抗挤强度不低于103MPa,以抵御恶劣的地质条件。为了能和上下管柱设计使用的API标准规格的Φ177.8mm×10.36mm以及Φ177.8mm×11.51mm套管方便地连接,设计了非API标准规格的Φ180mm×11.51mm套管。采用纯净钢技术制造了这种规格的BG160TT超高强度抗挤套管。试制结果表明:该套管屈服强度不低于1210MPa,冲击功不小于110J,抗挤强度不低于110MPa。该超高强度抗挤套管已在中原油田东濮凹陷地区成功下井使用。     

椭圆度及壁厚不均度对套管抗挤强度的影响

随着各类石油套管对可靠性和使用寿命要求的不断提高,对石油套管的抗挤能力分析提出了更高的要求。影响套管抗挤能力的参数除了材料本身的强度以外,还包括套管的椭圆度、壁厚不均度等。以Φ101.6mm×7.8 mm规格的试样套管为对象,建立套管抗挤强度的计算模型,利用有限元方法对套管的抗挤强度进行模拟计算,分析与验证椭圆度和壁厚不均度这两个参数对套管抗挤强度的影响,从而为合理选用套管以及开发高抗挤套管提供经验与指导。     

套管抗挤特性及高抗挤套管——《油套管标准研究、油套管失效分析及典型案例》(4)

简要介绍了套管的抗挤特性与生产开发期中损坏的关系及其主要影响因素,指出套管抗挤毁特性除与钢管本身的屈服强度、残余应力以及直径/壁厚比值、椭圆度、壁厚偏差等几何因素有关外,还与外载荷条件有关,因此在设计管柱时,若使用高抗挤套管,还应考虑外载条件,尤其是盐岩、普岩地层的不均匀蠕变。不能把实际管子的挤毁压力比API Bull 5C2高或者高25%～30%,就笼统称其为高抗挤套管。     

宝钢Ф139．7mm×7．72mmP110钢级钻井用套管挤毁试验研究

套管钻井是一种先进的钻井技术。钻井采用套管取代钻杆,井下钻具组合直接连在套管下面,钻井与下套管作业同时进行。套管钻井具有节省钻井时间、减少井下事故、改善水利特性、降低钻井生产成本等优点。针对套管钻井过程中套管受到不同程度的磨损,模拟套管均匀磨损和偏磨工况,采用全尺寸实物试验方法,对宝山钢铁股份有限公司Ф139．7mm×7．72mmP110钢级钻井用套管进行了挤毁试验研究,研究结果对钻井套管的选用有一定的指导意义。     

超深复杂井用非标准规格TP140V套管的开发

分析超深复杂井套管使用条件和西部某油田勘探开发的特殊需求,设计开发TP140V Φ293.45 mm×23.55 mm规格超高强度石油套管。分析认为:采用中碳钢设计,加入Cr、Mo和V等元素进行微合金化,利用纯净钢冶炼技术,并配合合理的热处理工艺制度,使生产的TP140V套管的力学性能、高温强度完全满足设计要求;采用连轧工艺,通过优化不同轧制环节的变形分配量,使TP140V套管管体椭圆度≤0.25%,壁厚不均度≤8%;且抗外挤性能也满足要求。     

全井段套管磨损量预测与磨损后抗挤强度计算方法研究

在钻井过程中,由于钻具和套管相互摩擦,造成套管内壁磨损导致强度降低,直接影响后期安全作业。阐述了套管磨损的机理和影响因素,研究得出基于实钻井眼轨迹管柱摩阻扭矩分析的全井段套管磨损量预测方法。应用该方法对某井全井段套管可能产生的磨损量进行了预测。提出一种磨损后套管抗挤强度的计算方法。研究表明,运用该方法计算出的结果接近试验值,计算精度满足工程要求,可为磨损套管柱强度评估和后期作业强度设计提供理论依据。     

优质高抗挤套管WSP110T的研制

套管挤毁损坏是油气田开发中面临的重大技术难题,为此,研制了一种非API系列的高抗挤套管WSP110T。叙述了该高抗挤套管的设计原理、主要研制过程及试验结果。权威部门对该套管的评价结果表明,其抗挤性能超过API标准规定值的25%以上。因此,用WSP110T套管代替普通API套管,可以有效延长油气井的寿命,提高油田的综合开发效益,具有广阔的推广前景。     

石油套管抗挤毁解决方案及发展

介绍了套管抗挤毁强度预报方法的演变过程和最新进展,对比了各理论的先进性和局限性;按照K-T理论分析了影响套管抗挤毁强度的主要因素,其中制造质量因素主要包括椭圆度和残余应力;介绍了国内外油气井套管抗挤毁的各种方案和产品;对比了各系列产品和方案的优缺点及控制重点。提出了深井异常高压地层采用特厚壁套管,抗挤毁套管采用调质热处理工艺,以及提高抗挤毁设计安全系数等一系列建议。     

超深复杂井用超高强度石油套管TP140V的设计开发及应用

在深入了解和分析超深复杂井中套管的服役工况和受力特点的基础上,结合典型的套管失效案例分析,设计了超深复杂井用套管TP 140V的各项性能指标.结合实际装备情况设计了专用钢种,并制定了生产工艺和主要工艺措施.生产的套管各项性能指标完全满足设计要求,在国内某油田超深复杂井中试用成功后,已在国内外各大油田推广使用.     

用有限元法分析石油套管的椭圆度对承载能力的影响

在石油套管生产过程中产生的椭圆度明显影响套管的承载能力,但是,这个问题一直没有引起人们的充分重视而加以解决。为此,根据弹塑性力学理论,建立套管的力学模型,通过有限元方法定量分析了椭圆度对套管承载能力的影响。研究结果表明,椭圆度在很大程度上影响着套管的承载能力。因此,为了提高套管的承载能力,必须尽量降低管体的椭圆度。     

BG11OT抗挤套管的试验研究(上)——残余应力、平均壁厚、屈服厚度对临界抗挤强度的影响

结合BG110T和BG110TT套管的研制开发,系统研究了轧管热处理工艺对套管残余应力、壁厚公差、屈服强度以及临界抗挤压力的影响.研究结果表明,孔型设计采用壁厚正公差,采用多机架均整及严格控制回火温度与矫直温度,可使套管屈服强度提高,残余应力降低,从而有效地提高了套管的抗挤毁性能.当残余应力控制在100MPa以内,壁厚公差控制在+8%左右时,套管的临界抗挤压力可达到API标准值的1.6倍.     

BG110T抗挤套管的试验研究(下)——残余应力、平均壁厚、屈服强度对临界抗挤强度的影响

结合BG110T和BG110TT套管的研制开发,系统研究了轧管热处理工艺对套管残余应力、壁厚公差、屈服强度以及临界抗挤压力的影响。研究结果表明,孔型设计采用壁厚正公差,采用多机架均整及严格控制回火温度与矫直温度,可使套管屈服强度提高,残余应力降低,从而有效地提高了套管的抗挤毁性能。当残余应力控制在100MPa以内,壁厚公差控制在+8%左右时,套管的临界抗挤压力可达到API标准值的1.6倍。     

BG110T抗挤套管的试验研究(上)——残余应力、平均壁厚、屈服强度对临界抗挤强度的影响

结合BG110T和BG110TT套管的研制开发,系统研究了轧管热处理工艺对套管残余应力、壁厚公差、屈服强度以及临界抗挤压力的影响。研究结果表明,孔型设计采用壁厚正公差,采用多机架均整及严格控制回火温度与矫直温度,可使套管屈服强度提高,残余应力降低,从而有效地提高了套管的抗挤毁性能。当残余应力控制在100MPa以内,壁厚公差控制在+8%左右时,套管的临界抗挤压力可达到API标准值的1.6倍。     

套管挤毁试验水下应变测试方法的研究

套管挤毁失效是套管的主要失效形式之一,采用在套管外壁粘贴应变片的方式,可研究套管挤毁失效过程中的应变变化情况。介绍了一种套管挤毁试验水下应变的测试方法,该方法解决了在高压水下应变片的绝缘防护、导线引出高压容器的密封等问题,可成功地检测套管外壁的应变随外压变化的规律,对研究套管的挤毁机理,具有一定的参考价值。