高温环境下套管柱强度设计优化及应用

深层高温环境对套管力学行为产生较大影响，传统套管柱设计方法仅考虑常温下管柱应力状态，难以适应深层套管柱设计要求。基于弹性力学和热力学理论，结合常温套管应力模型，建立了套管应力与温度作用下的计算模型；基于套管、水泥环和地层耦合体材料特性，分析了热应力作用下套管强度变化特性，建立了高温条件下套管设计优化流程。研究结果表明：在三轴应力作用下套管的抗内压强度增加，抗挤强度减小；高温条件下热应力引起套管三轴强度均减小，管体屈服强度也会减小；热应力产生的轴向应力越大，套管抗挤强度降低幅度越大。所得结果可为深井套管柱强度设计的定量评价提供理论基础。