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对于套管挤毁问题较为严重的油气水井，采用非API标准的特厚壁套管来提高其抗挤强度，是今后预防套管挤毁的重要发展方向。目前，特厚壁套管的抗挤强度计算和尺寸系列尚未形成工业标准，文章提出特厚壁套管的抗挤强度计算方法和尺寸系列，供设计者和厂家参考。API/ISO套管挤毁工作组曾对本文公式进行了测评，结果曼示具有较高的计算精度。大量计算表明，特厚壁套管的抗挤强度大大提高，约为加厚前原套管抗挤强度的1．5～4倍，甚至6倍。最后还介绍了特厚壁套管在中原油田的现场应用情况。     

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分析和评述了从30年代以来国内外关于复杂地层套管破坏机理研究的发展过程和动态,提出目前尚未解决的问题就是“复杂空间力学系统地层”与套管破坏的各种耦合的数学、力学问题。因此提出首先要解决复杂地层数学模型、力学模型、以及地层与水泥环及套管之间的力学耦合问题,并且必须研究复杂地层遇水膨胀、地层滑动、地层蠕动、地表地层升降使套管破坏与地应力场状态关系,根据复杂地层套管破坏井段地质构造图、地震资料、测井资料及套管破坏特征,反演出整个研究地层区块现代地应力场。同时提出了用计算机数值模拟技术为主要研究手段及对现代地应力场的研究是今后复杂地层套管坏机理与预防措施研究的发展方向。该研究是一门综合性的、学科间大跨度交叉的边缘学科研究,将对地应力理论和推动地球科学、数理科学的发展具有重大的科学意义。     

膨胀套管中的残余应力问题

为探求套管径向扩张膨胀后的残余应力大小、产生原因及对套管性能的影响,进行了套管的实物膨胀试验,用切环法对膨胀后套管的横向残余应力进行了测量分析,发现套管膨胀后具有高的环向收缩残余应力,这种残余应力削弱了套管的抗挤强度。分析了套管膨胀后残余应力较高的原因,认为套管膨胀过程中的不均匀变形是套管膨胀后残余应力大的主要原因。介绍了衡量套管不均匀变形程度的指标-截面形状变化指数,并用试验数据对该指标的应用进行了检验。最后从制管工艺及膨胀工艺2方面提出了减弱套管膨胀后残余应力的措施。     

ERW焊管辊弯成型过程的动态仿真研究

ERW焊管辊弯成型过程复杂,规律难以把握。为了获得高质量的ERW焊管,减少成型缺陷,降低开发成本,文章采用动力显式有限元法和实验获得材料模型,建立ERW焊管辊弯成型过程的弹塑性有限元模型,实现了对ERW焊管连续成型过程的全流程仿真,分析了带钢在成型过程中的应力、应变变化规律与形状变化规律以及带钢厚度对成型质量的影响。研究结果表明,整个辊弯成型过程应力变化较为平缓,在精成型段有较大变形量,产生较大应力;边部纤维纵向应变高于中部纤维,导致边部有少量"皱曲"产生;随着厚度的增加,纵向应变相应增大。     

残余应力对套管抗挤强度影响的有限元分析

在套管的生产过程中会产生残余应力,这种残余应力将大大降低套管的拉伸屈服极限及压缩屈服极限,进而降低套管的抗挤强度。长期以来,这个问题一直没有引起人们的充分重视而加以克服。根据弹性力学理论,建立了套管的力学模型,通过有限元分析和计算,得到了存在残余应力情况下套管的抗挤强度。研究表明,残余应力在很大程度上影响着套管的抗挤强度,因此,为了提高套管的抗挤强度,应尽量降低管体的残余应力。     

套管接头泄漏和滑脱机理探讨

在深井、超深井、大位移井和水平井中,套管接头泄漏和滑脱特性是国内外油气井管柱力学研究的永恒主题。通过调研国内外大量文献资料,探讨了套管螺纹泄漏机理、螺纹滑脱机理研究的思路和研究方向——除实物试验外,有限元法是可行的简便方法之一。运用有限元法,对套管偏梯形螺纹接头和圆形螺纹接头进行了研究,得出了偏梯形螺纹接头在牙侧角为3°、5°和10°时,滑脱载荷随加载过程的变化曲线;圆形螺纹接头在锥度为1/14、1/16和1/17时,滑脱载荷随加载过程的变化曲线。其研究结果,在深井、超深井和复杂井套管柱设计中,为套管接头螺纹的选择提供了理论数据。     

直缝焊管排辊成形有限元仿真研究

为了更好地了解板带的成形规律,避免产品缺陷,针对直径为273mm的焊管排辊成形机组建立了基于Updated-Lagrangian法的弹塑性大变形有限元模型,并采用动力显式算法进行了全流程的ERW焊管排辊成形有限元仿真计算,分别得到了在不同成形段下管坯的花型、横向等效塑性应变和纵向应变。模拟结果表明,在排辊成形过程,板带边缘、中心以及与BreakDown轧辊接触的区域存在较大的加工硬化;在整个变形区内板带边缘和中心的纵向相对应变较小,可以防止边缘出现起皱、鼓包。     

盐岩层井眼缩径粘弹性分析

在钻井工程中，盐岩层井眼易发生缩径卡钻。过去常把盐岩作为弹性体或弹塑性体考虑，而没有考虑其时间效应。工程实践表明，深部盐岩的变形常随时间而增长，呈明显的粘弹性性态。假设盐岩为服从麦克斯韦模型的均匀、各向同性的粘弹性介质，根据弹性．粘弹性对应原理，对井眼缩径的变化规律进行了理论研究；在井眼缩径变形弹性解的基础上推导出了粘弹性数学解析表达式，这对解决盐岩层井眼缩径卡钻及井壁稳定问题具有一定的参考价值．     

Φ1 422 mm×38.5 mm X80钢级UOE焊管的开发

研究了 38.5 mm板厚规格X80管线钢的相变行为以及冷却工艺对组织性能的影响规律,结果表明在低平均冷却速率+低终冷温度的冷却条件下,厚规格钢板全厚度组织更加细小均匀,具有≤0.85的屈强比及更优的落锤撕裂测试(DWTT)韧性.并通过数值模拟仿真评估了宝钢UOE生产线的成型能力及制造可行性;以此为基础完成了 Φ1 4...     

油套管使用技术研究进展及展望

随着石油工业的发展,石油管材的服役条件越来越苛刻,油套管的损坏已成为目前国内外石油开采中一个急需解决的重要问题。因此油田及石油管制造商有必要充分了解油井管的服役环境,开展油套管的使用技术研究。针对目前油套管的服役工况,阐述了油套管的主要失效形式。从管柱设计的可靠性和螺纹连接及密封的可靠性两方面介绍了油套管使用技术的进展及使用过程中应该注意的问题,并对国内企业在油套管使用技术方面需要展开的工作进行了展望。