影响套管挤压强度的主要因素

对影响套管极限外压的主要因素径厚比、变壁厚、初始椭圆率和材料机械性质等,进行了分析和计算;说明了套管抗挤设计中的若干基本概念,并从理论上解释了有关公式中的若干系数;对套管抗挤计算提出了一些建议.本文的理论分析和计算可供实际使用.     

套管三轴挤压应力计算分析

在油井套管设计中广泛采用了三轴应力设计方法，具体设计公式依据Ｌａｍｅ公式推导得出，其理论推导是严格是正确的。但由于理论公式的使用条件及工况等方面的限制，三轴应力公式也有一定的局限性。分析其实际应用情况，并与其它公式计算结果对比，通过本文理论推导和对比分析，使我们对三轴应力公式有较进一步的认识，同时也对套管挤压失稳理论及公式有个对比了解。     

套管双向挤压变形的有限元仿真分析

文章假设套管承受非均匀载荷为椭圆载荷，利用ANSYS有限元软件的仿真方法，研究套管承受椭圆载荷的变形损坏规律。所得到的套管挤压变形仿真结果，有利于指导在非均匀载荷作用下套管柱的设计，有利于分析套管变形损坏的机理与提出防治措施。     

零挤压套管回接技术

套管损坏是钻井及采油作业中存在的一个严重问题。越来越多地使用高强度套管和优质连接方法使目前套管回接的设计受到限制。最常用的回接类型,橡胶或铅密封不能满足把套管柱恢复到原来的设计规范。这两种回接管都依靠大量的密封材料(铅或弹性材料)进行充填,并且形成了一个比较大的密封间隙。这个大的密封横截面积留下了一个薄管壁截面。尽管这些     

套管单向挤压变形的有限元仿真

处于疏松砂岩地层中的套管由于地层的坍塌、掏空等影响，套管承受非均匀的外挤载荷．容易使套管变形损坏。文章利用ANSYS有限元软件．对承受单向外挤载荷套管的承载能力及其变形损坏进行仿真，为防治套管的损坏提供依据。     

射孔对油气井套管抗挤压强度的影响

射孔是导致油水井套管技术性能变差的原因之一。油水井套管在井下承受均匀和非均匀2种形式的挤压载荷。通过对射孔后套管进行非均匀外载挤压试验,研究分析不同孔径、孔密等射孔参数,不同套管壁厚对套管抗挤压强度的影响。结果表明,同种外径的套管,壁厚对抗挤压强度的影响远大于射孔的影响,壁厚越大,强度越大;射孔孔径、孔密对套管抗挤压强度有影响,但射孔前后变化不大;套管承受非均匀外载时抗挤压强度下降较大,且非均匀性越强,下降越大。该文还对射孔段套管损坏的原因进行了分析,对套管防损和射孔参数选择堤出建议,为合理设计套管、选择射孔器以及射孔新技术推广应用提供了指导,以降低射孔对套管产生的损伤。     

非均匀地应力下套管挤压变形的有限元分析

以地层-水泥环-套管组合系统为研究对象,根据弹塑性力学理论,通过建立非线性有限元模型,对套管变形与地应力作用大小及非均匀性之间的关系进行了研究.分析了不同条件下,不同规格套管的外载与变形关系,根据有限元计算结果,绘制出不同的最小水平主应力和最大水平主应力配比下的套管变形范围图,能够直观方便地预测非均匀地应力作用下的套管...     

非均匀载荷作用下套管挤压失效数值分析

在已有的理论研究与试验工作的基础上,采用有限元数值方法,分析计算了受非均匀地应力作用下套管－水泥环结构的受力与变形,讨论了两个敏感参数─—非均匀载荷比和套管椭圆度对套管失效的影响问题。计算分析发现,随地应力非均匀程度的增加,套管形变经历了由两向挤压－挤压到两向拉伸－挤压组合方式的转变,而套管应力的变化相对较小。由此可得出初步结论：与非均匀地应力作用相对应的套管结构的拉伸－挤压形变,有可能是导致套管失效的主要机制;套管椭圆度的存在使得套管的强度和刚度被进一步的削弱。     

套管缺陷及高抗挤套管抗挤强度研究

套管在生产过程中，由于本身制造的缺陷，降低了套管的抗外挤强度。为了更好地描述套管在非均匀栽荷情况下套管强度计算模式，文章建立了套管在非均匀栽荷作用下力学模型。根据弹性力学理论推导出理想圆形套管抗挤强度模式，综合考虑了套管缺陷对套管抗挤强度的影响，结合算例得出若干结论，为研究高抗挤套管在非均匀载荷作用下的抗挤强度提供初步的理论依据。     

套管塑性抗挤强度有限元仿真分析

在石油钻采过程中,套管用于钻井过程中和完井后对井壁的支撑,以保证钻井过程的安全进行和完井后油井的正常运行,具有好的抗挤毁能力十分重要。文章提出了采用ANSYS非线性屈曲分析仿真计算套管抗挤强度的方法,分别计算了API标准塑性挤毁套管和非API标准高抗挤套管的抗挤强度。将仿真结果与API标准值和高抗挤套管的试验值对比,发现相对误差很小,验证了该方法的可行性和正确性,可采用ANSYS非线性屈曲仿真计算为高抗挤套管的研制提供参考。     

套管钻井中套管柱疲劳寿命分析方法

套管钻井中套管柱疲劳寿命分析是进行钻井工程设计的一项重要研究工作。文章对套管柱组合在不同钻压、转速下的动力学问题进行分析的基础上,获得了不同钻井参数下的套管柱应力、应变以及接触应力等参数的变化规律,利用ANSYS软件疲劳寿命分析模块,建立了套管钻井中套管柱的疲劳寿命分析方法,并进行了实例计算。为在套管钻井作业中合理地选择钻具组合和钻井参数提供了理论依据。     

蠕变地层中套管外载的有限元数值分析法

地应力与井眼稳定、井筒压力系统控制、井眼井斜及方位的控制和井身 结构的确定紧密相关。因此地应力场的研究是钻井工种设计的基础工作之一。目前国内外对地应力作用下的套管外载的研究非常重视，相继开展了室内模拟试验和有关理论的研究。文中主要用有限元数值分析法研究蠕变地层中地应力对套管外载的影响。     

管外封隔器在高压低渗油藏完井中的应用

胜利油田有许多断块的沙三、沙四段属高压低渗透油藏。在这些油藏钻的井,采用不同的完井方式,产油效果不同。在坨71断块完井8口,其中5口井采用双凝水泥固井,结果日产量低,生产周期短;采用管外封隔器完井,日产量高,生产周期长;采用降失水水泥浆体系固井,日产量适中。文中详细介绍了管外封割器的特点,以及在坨71井的应用情况。     

气侵期间套压的控制作用分析

以环空气液两相流动为理论基础,建立了井筒气侵流动计算模型,同时给出了计算模型的数值求解方法。通过研究不同气体侵入速度和井口工作套压对侵入气体体积和井底压力的影响作用,分析了发现溢流后,在井口加压的控制作用,提出了在循环钻进时维持一定的井口工作压力,发现溢流后提高井口压力的控制方法。这种作业方式能够有效的减缓气体的侵入、已侵气体对井眼的影响作用,控制气侵流体在井眼中的膨胀运移,降低井控作业的风险。     

高压注水对砂岩层段套管的影响

通过对高压注水时砂岩的垂向形变特征和拉应力作用下套管强度性能的理论研究和计算,得出了高压注水对砂岩层段套管损坏的机理。以大庆榆树林油田砂岩段的套损情况为例,计算了注水压力、套管应力及套管强度之间的关系。     

论非均匀壁厚圆管的临界外压计算

长期以来,不均匀壁厚圆管的临界外压计算问题一直争议很大。这是由于非均匀壁厚圆管受外压变形,相当于一个端部铰支且具有变抗弯刚度的压杆,所建方程是一个二阶变系数微分方程,难以求解。以前的研究者们借助于能量法和变分法求得临界外压的表达式,避开直解该微分方程。但采用这些方法时,必须假设变形的屈曲形状函数。问题的焦点就在于,采用的是均匀对称变形时的屈曲形状函数和均匀变形时的边界条件,不能真正代表实际变形形状。因此,导出的非均匀壁厚圆管临界外压计算公式的计算结果误差很大,得出的结论与实际不符。分析了以前学者们在解决此问题时存在的问题,利用力学模型中的几个端点值,转变系数微分方程为常系数微分方程,然后采用几何平均处理方法求得该变系数微分方程的近似解,导出了非均匀壁厚圆管临界外压近似公式,并进行了实例计算分析,认为该导出式符合现场实际结果。     

非均匀载荷下套管强度的计算

在建立了泥岩蠕变非均匀外载模型基础上,提出了一种对泥岩蠕变引起的椭圆形非均匀外载下套管应力和强度的计算方法。在非均匀载荷下,套管所能承受的最大载荷迅速降低。当内压为0.1MPa时,套管的临界载荷平均约为均载情况下的11%.大庆榆树林油田泥岩段的套损分析表明高压注入水沿垂直裂缝进入泥岩层,引起泥岩层吸水蠕变,使得所用J-55套管难以承受较大的非均匀挤压力,导致套管损环。建议在易发生泥岩蠕变井段,应采用P-110型套管以确保井筒安全。     

膨胀套管膨胀力的理论计算

根据弹塑性的理论，推导了膨胀套管在弹性变形区和塑性变形区的周向应力和径向应力计算模型，确定了膨胀套管膨胀时在膨胀芯头与套管之间所需的最小接触载荷。对膨胀芯头的受力进行了分析，考虑了膨胀芯头几何参数和金属间摩擦系数等影响因素，建立了作用在膨胀芯头上膨胀套管所需膨胀力的计算方法，对相关参数对膨胀芯头拉力的影响进行了讨论，并用实验数据对理论计算结果进行了验证，结果表明，采用本文推导的计算模型所得到的芯头膨胀拉力的计算精度满足工程应用的需要。     

管柱在水平井眼中的屈曲分析

管柱在水平井眼中的屈曲方程是一个含有小参数的四阶非线性常微分方程。屈曲方程有两个临界点，一个对应于正弦屈曲，另一个对应于螺旋屈曲。本文利用线性化分析方法和小参数摄动分析方法，求得了两个相应的临界屈曲载荷。其结果与他人用能量法导出的结果和用实际数据拟合的结果非常吻合。本文还对管柱屈曲后与井壁之间的法向接触力、弯矩及应力等进行了分析。     

漂浮碰撞作用下立管油气泄漏风险定量分析

以一停靠平台进行装卸作业的供给船为例,分析了其与立管发生碰撞的频率,并运用NEPTUNE软件对立管油气泄漏后果进行了模拟,预测了立管泄漏所引发的火灾及爆炸事故的损害半径,对海洋工程领域的风险评估工作具有一定的参考意义。