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深井盐层套管非均匀载荷计算与套管设计方法研究 被引量:15
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作者 邹灵战 邓金根 +2 位作者 曾义金 李静 董维哲 《石油钻探技术》 CAS 北大核心 2008年第1期23-27,共5页
深入分析复杂盐层条件下套管承受的载荷是盐层套管安全设计的关键。结合中原油田第三系盐膏层地质条件,利用FLAC3D软件建立了高倾斜韵律盐层的套管载荷分析三维模型,改变套管外的水泥封固条件,探讨了盐层套管承受的非均匀载荷和套管内... 深入分析复杂盐层条件下套管承受的载荷是盐层套管安全设计的关键。结合中原油田第三系盐膏层地质条件,利用FLAC3D软件建立了高倾斜韵律盐层的套管载荷分析三维模型,改变套管外的水泥封固条件,探讨了盐层套管承受的非均匀载荷和套管内的应力分布,提出了盐层套管的设计方法。研究表明:环空水泥胶结不良时盐层容易对套管产生非均匀的挤压载荷;在高倾斜韵律盐层中,套管受到的非均匀载荷更高;盐层的非均匀载荷使套管内切向应力和轴向应力的集中比均匀外挤载荷下高得多;非均匀载荷下套管抗挤安全系数可以依据vonMises屈服准则来确定。 展开更多
关键词 盐膏层 套管 非均匀载荷 抗压强度 安全系数
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非均匀载荷下厚壁套管抗挤强度分析 被引量:9
2
作者 曾德智 林元华 +2 位作者 李双贵 杜仁德 施太和 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期60-62,共3页
非均匀地应力下套管柱强度设计须考虑非均匀载荷对其强度的影响,对此国内外众多学者进行了大量研究,并取得许多有益成果。但这些研究主要以径向的非均匀外载为边界载荷,没有考虑套管外壁受非均匀剪切力的作用;其次,对非均匀载荷下套管... 非均匀地应力下套管柱强度设计须考虑非均匀载荷对其强度的影响,对此国内外众多学者进行了大量研究,并取得许多有益成果。但这些研究主要以径向的非均匀外载为边界载荷,没有考虑套管外壁受非均匀剪切力的作用;其次,对非均匀载荷下套管磨损、残余应力、不圆度和壁厚不均度等缺陷的影响未作考虑。为此,建立了厚壁套管受径向非均匀挤压和周向受非均匀剪切的力学模型,应用弹性力学逆解法进行了求解,分析了非均匀载荷下厚壁套管的应力分布规律。研究表明,非均匀载荷作用下沿最小水平地应力方向、套管的内壁是承载危险区。由此提出了非均匀载荷等效为均匀外挤载荷的方法,给出了含缺陷套管在非均匀载荷下抗挤强度的分析方法。 展开更多
关键词 固井 下套管 厚壁套管 非均匀载荷 应力分布 抗挤强度
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非均匀载荷下磨损套管抗挤强度研究 被引量:10
3
作者 林元华 曾德智 +3 位作者 施太和 周小燕 林凯 韩新利 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2006年第5期557-559,共3页
针对非均匀载荷下套管磨损后抗挤强度降低的问题,将磨损简化为套管的壁厚不均度和内壁不圆度几何缺陷。在此基础上,建立了非均匀载荷下磨损套管抗挤强度计算方程。该方程计算值与试验值的对比表明,该方程计算结果是可靠的,可为复杂地层... 针对非均匀载荷下套管磨损后抗挤强度降低的问题,将磨损简化为套管的壁厚不均度和内壁不圆度几何缺陷。在此基础上,建立了非均匀载荷下磨损套管抗挤强度计算方程。该方程计算值与试验值的对比表明,该方程计算结果是可靠的,可为复杂地层磨损套管柱设计提供理论依据。研究表明,当载荷不均匀程度较小时,磨损对套管抗挤强度的影响较大;当载荷不均匀程度较大时,磨损对套管抗挤强度的影响较小。 展开更多
关键词 非均匀载荷 套管 磨损 抗挤强度 计算方程
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非均匀载荷下套管强度的计算 被引量:47
4
作者 郑俊德 张艳秋 +1 位作者 王文军 王健 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期119-123,共5页
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1... 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。 展开更多
关键词 油井 非均匀载荷 套管 强度 计算
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非均匀载荷下套管强度的计算 被引量:38
5
作者 殷有泉 李平恩 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期138-141,146,共5页
将非均匀地应力场中套管载荷和套管内应力分布的理论公式推广到包含内压的情况,并采用Tresca屈服准则和Mises屈服准则,分别推导了在忽略套管轴向载荷和考虑套管轴向载荷两种情况下套管强度破坏时挤毁压力的计算公式。引入等效外挤压力概... 将非均匀地应力场中套管载荷和套管内应力分布的理论公式推广到包含内压的情况,并采用Tresca屈服准则和Mises屈服准则,分别推导了在忽略套管轴向载荷和考虑套管轴向载荷两种情况下套管强度破坏时挤毁压力的计算公式。引入等效外挤压力概念,使该公式与标准API公式在形式上完全一致。计算结果表明,在非均匀载荷情况下,套管强度破坏的危险性会增加。 展开更多
关键词 非均匀载荷 套管轴向载荷 套管强度 挤毁压力 屈服准则 计算公式 外挤压力
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非均匀载荷对高密射孔管抗挤强度的影响 被引量:9
6
作者 王掌洪 王伯军 张士诚 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期83-85,共3页
在建立非均匀外载模型的基础上,对N80射孔管进行了研究。依建立的三维有限元模型及弹塑性理论为基础,借助有限元软件,对射孔管体抗非均匀载荷能力进行了数值模拟。并依其非均匀载荷下的大位移特征和强度特征,分别定义了临界载荷和等效... 在建立非均匀外载模型的基础上,对N80射孔管进行了研究。依建立的三维有限元模型及弹塑性理论为基础,借助有限元软件,对射孔管体抗非均匀载荷能力进行了数值模拟。并依其非均匀载荷下的大位移特征和强度特征,分别定义了临界载荷和等效抗挤强度。同时分析了不同模型在相同不均匀系数、同一模型在不同的不均匀系数的情况下对等效抗挤强度的影响。结果表明,射孔管抗非均匀载荷的强度远远低于抗均匀载荷的强度,其中不均匀系数起着关键作用。有利于指导在非均匀载荷作用下射孔管的抗挤强度的设计,对分析套管变形损坏的机理提供了依据,有利于对套管损坏预防提出有效的方案。 展开更多
关键词 油井 气井 套管 非均匀载荷 高密射孔管 抗挤强度 弹塑性有限元
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非均匀载荷下套管偏心对套管强度影响研究 被引量:9
7
作者 王国华 陈正茂 +1 位作者 熊继有 陈华 《石油天然气学报》 CAS CSCD 2012年第10期105-107,170,共3页
通过对复杂地质条件下套管变形趋势分析,发现在相同地层条件下、相同井段处非均匀载荷作用下的等效外挤压力相差很大,致使套管变形程度不一。为了搞清楚出现这种现象的原因,运用相关数值模拟方法对地应力的非均匀程度以及套管偏心度对... 通过对复杂地质条件下套管变形趋势分析,发现在相同地层条件下、相同井段处非均匀载荷作用下的等效外挤压力相差很大,致使套管变形程度不一。为了搞清楚出现这种现象的原因,运用相关数值模拟方法对地应力的非均匀程度以及套管偏心度对套管外载的影响规律进行了进一步的研究,结果表明,在90°和270°相对偏心方位套管的最大应力随着偏心距增加而逐渐增加;偏心距越大,套管内壁应力增加幅度越大。这与在非均匀载荷作用下套管内壁最大应力出现方位相同,即套管在非均匀载荷作用下向最小水平主应力方向偏移时,会加剧套管内应力的增加幅度;反之则会减小套管内应力的增加幅度。 展开更多
关键词 蠕变地层 非均匀载荷 套管偏心度 数值模拟 套管强度
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非均匀载荷下厚壁圆筒稳态蠕变应力的计算 被引量:3
8
作者 王建梅 苗克军 +1 位作者 徐俊良 李璞 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期8-13,133,共7页
根据多维应力下稳态蠕变的基础理论,采用应力函数法推导出一类外边界固定、内边界受非均匀载荷的厚壁圆筒稳态蠕变应力计算公式;分析了不同外内径比K下厚壁圆筒的蠕变应力和应力分布情况,证实最大蠕变应力发生在厚壁圆筒内边界最大受力... 根据多维应力下稳态蠕变的基础理论,采用应力函数法推导出一类外边界固定、内边界受非均匀载荷的厚壁圆筒稳态蠕变应力计算公式;分析了不同外内径比K下厚壁圆筒的蠕变应力和应力分布情况,证实最大蠕变应力发生在厚壁圆筒内边界最大受力处,厚壁圆筒的最大蠕变应力随着壁厚的增加呈现出先增加后减小的规律,且当K=1.58时蠕变应力最大。应用所得计算公式,针对工程中油膜轴承衬套因承受油膜压力而发生的蠕变问题进行了蠕变应力解析求解。通过蠕变拉伸试验,得到了衬套内壁材料的诺顿稳态蠕变本构方程,并根据蠕变系数,利用有限元分析软件ANSYS计算了衬套的蠕变应力。最后,比较了上述2种方法得到的蠕变应力,表明文中给出的计算方法与有限元方法所得结果吻合,验证了该解析算法的正确性,从而可以为厚壁圆筒的结构设计和多维蠕变应力解析求解提供理论依据。 展开更多
关键词 厚壁圆筒 稳态蠕变应力 非均匀载荷 蠕变试验 诺顿本构方程 有限元 油膜轴承衬套
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非均匀载荷作用下套管抗挤强度初探 被引量:17
9
作者 韩建增 张先普 《钻采工艺》 CAS 2001年第3期48-50,共3页
API套管规范确定了套管在均匀流体静压载荷作用下的抗挤强度计算方法 ,而非均匀载荷对套管抗挤强度的影响几乎没有进行研究或作出规定。实际上 ,大多数油井套管的损坏是由非均匀载荷引起的。根据弹性力学理论 ,建立了套管在非均匀载荷... API套管规范确定了套管在均匀流体静压载荷作用下的抗挤强度计算方法 ,而非均匀载荷对套管抗挤强度的影响几乎没有进行研究或作出规定。实际上 ,大多数油井套管的损坏是由非均匀载荷引起的。根据弹性力学理论 ,建立了套管在非均匀载荷作用下的力学模型 ,并应用逆解法对该力学模型进行求解 ,得到了在非均匀载荷作用下套管的抗挤强度计算式。研究表明 ,套管抗非均匀载荷的强度远远低于抗均匀载荷的强度 ,增加壁厚比提高钢级更为有效。该模型在理论研究上和现场应用中都有十分重要的意义。 展开更多
关键词 石油套管 非均匀载荷 力学模型 抗挤强度 计算
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非均匀载荷作用下套管挤压失效数值分析 被引量:23
10
作者 房军 谷玉洪 米丰珍 《石油机械》 北大核心 1999年第7期34-37,共4页
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... 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。 展开更多
关键词 非均匀载荷 套管 挤压失效 数值分析 固井
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非均匀载荷对割缝管抗挤强度的影响 被引量:9
11
作者 王伯军 张士诚 张劲 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2006年第5期77-79,共3页
文章在建立非均匀外载模型的基础上,对结构为N80钢级割缝管的抗挤强度进行了研究。采用有限元法建立了三维有限元模型,根据弹塑性力学理论,借助有限元软件,分析计算了非均匀外挤载荷作用下割缝管的抗挤强度。分析了不同模型在相同不均... 文章在建立非均匀外载模型的基础上,对结构为N80钢级割缝管的抗挤强度进行了研究。采用有限元法建立了三维有限元模型,根据弹塑性力学理论,借助有限元软件,分析计算了非均匀外挤载荷作用下割缝管的抗挤强度。分析了不同模型在相同不均匀系数、同一模型在不同的不均匀系数的情况下对等效抗挤强度的影响。研究表明,管体抗非均匀载荷的能力远远低于抗均匀载荷的能力,非均匀载荷作用下不均匀系数是影响强度的关键因素。其结果有利于指导在非均匀载荷作用下割缝的设计,对分析套管变形损坏的机理提供了依据,有利于对套损预防提出有效的建议。 展开更多
关键词 非均匀载荷 割缝管 抗挤强度 等效抗挤强度 均匀系数 弹塑性有限元
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非均匀载荷套管抗外挤能力分析 被引量:8
12
作者 周雄 何世明 +1 位作者 郭元恒 蕫樱花 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第10期213-216,共4页
目前非均匀载荷引起的套管损坏现象越来越严重,在套管强度设计中就有必要考虑这些因素的影响。针对套管在非均匀载荷时的受力特点,建立了理想圆管非均布载荷作用下的内力计算模型,利用能量法原理,推导出了套管屈曲时抗挤强度计算的新公... 目前非均匀载荷引起的套管损坏现象越来越严重,在套管强度设计中就有必要考虑这些因素的影响。针对套管在非均匀载荷时的受力特点,建立了理想圆管非均布载荷作用下的内力计算模型,利用能量法原理,推导出了套管屈曲时抗挤强度计算的新公式,并对影响套管承载能力的两个敏感性参数进行了讨论分析。结果分析表明,外载荷的非均匀度是影响套管抗外挤能力的主要因素,套管的径厚比在外载荷非均匀度较小时对套管承载能力有较大的影响,当外载荷的非均匀度较大时,径厚比对套管承载能力的影响很小。 展开更多
关键词 非均匀载荷 能量法 抗外挤能力 均匀 径厚比
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非均匀载荷下双层套管的传递系数 被引量:3
13
作者 杨斌 张效羽 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期13-15,共3页
传递系数是衡量双层组合套管效果的主要指标。由于应力应变关系的复杂性,用理论方法求解非均匀载荷作用下该种套管的传递系数十分困难。文中用有限元方法计算了不同类型非均匀载荷作用下的传递系数,对其变化规律进行了分析。在大量计... 传递系数是衡量双层组合套管效果的主要指标。由于应力应变关系的复杂性,用理论方法求解非均匀载荷作用下该种套管的传递系数十分困难。文中用有限元方法计算了不同类型非均匀载荷作用下的传递系数,对其变化规律进行了分析。在大量计算结果的基础上,进行了传递系数计算公式的回归分析,给出了椭圆分布载荷作用下传递系数的拟合曲线及回归公式。这些结果弥补了理论分析的不足,为双层组合套管的设计提供了有效的计算依据。计算过程还证实了双层组合套管的一些试验结果,对该种套管的特点有了进一步的认识。在计算均匀载荷作用下传递系数时,文中方法与理论方法的相对误差小于0.6%;在进行曲线拟合时,最大相对误差小于2%。 展开更多
关键词 固井 套管 损坏 变形 有限元法 传递系数 非均匀载荷
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电磁固体非均匀载荷作用下的裂纹分析 被引量:1
14
作者 苗同臣 范翠英 +1 位作者 赵炎翡 赵明皞 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期470-474,共5页
根据广义Crouch基本解和广义不连续位移边界元方法,研究电磁固体中的裂纹在非均匀载荷下的广义应力强度因子和裂纹腔内的电位移和磁感应强度,以及电磁均不可穿透和电磁均可穿透边界条件对解的影响。以线性分布的力载荷为例,给出三维电... 根据广义Crouch基本解和广义不连续位移边界元方法,研究电磁固体中的裂纹在非均匀载荷下的广义应力强度因子和裂纹腔内的电位移和磁感应强度,以及电磁均不可穿透和电磁均可穿透边界条件对解的影响。以线性分布的力载荷为例,给出三维电磁固体方形裂纹问题的解。运用迭代方法,求解在非均匀载荷作用下裂纹张开模型的解。作为特例,给出抛物线型载荷作用下二维裂纹问题的数值解。 展开更多
关键词 电磁固体 非均匀载荷 裂纹 强度因子 广义不连续位移 边界元方法
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非均匀载荷和内压作用下石油套管的抗挤能力分析 被引量:4
15
作者 周雄 林国庆 +2 位作者 钟莹莹 方丽萍 梁金禄 《探矿工程(岩土钻掘工程)》 2017年第8期76-80,共5页
油井套管往往处于管内外复杂的受力环境下,揭示和分析这些因素对套管抗挤能力的影响就显得非常重要,并可为套管强度设计提供理论依据。根据套管在受到外部非均匀载荷和内压作用下的受力特点和材料力学理论,建立了单位长度的理想圆管的... 油井套管往往处于管内外复杂的受力环境下,揭示和分析这些因素对套管抗挤能力的影响就显得非常重要,并可为套管强度设计提供理论依据。根据套管在受到外部非均匀载荷和内压作用下的受力特点和材料力学理论,建立了单位长度的理想圆管的环向应力的计算模型,得到了套管内外壁的环向应力分布规律。计算结果表明:套管发生破坏失效位置在圆周方向与最大水平地应力成90°角的内壁上。依据Von Mises屈服准则由失效点得到了非均匀外挤载荷和内压作用下套管屈曲时抗外挤能力的新公式。实例计算表明:在影响套管的抗挤能力的因素中,外载荷的非均匀系数对套管抗外挤能力影响最大,外载荷的非均匀系数越大,套管抗外挤能力下降得越快;在外载荷非均匀性较小的条件下,提高套管外载荷承载能力可通过增大内压和减小套管径厚比来实现。 展开更多
关键词 非均匀载荷 内压 环向应力 破坏失效位置 抗外挤能力 径厚比
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考虑非均匀载荷分布的滚珠丝杠静接触刚度建模方法研究 被引量:3
16
作者 陈勇将 汤文成 +1 位作者 袁闯范 孙景凯 《制造技术与机床》 北大核心 2022年第10期71-79,共9页
以双螺母垫片预紧式滚珠丝杠为研究对象,建立了可考虑非均匀载荷分布的双螺母垫片预紧式滚珠丝杠静接触刚度模型,并通过实验验证了模型的有效性。建立的模型可基于丝杠或螺母滚道为分析对象,着重分析了不同轴向载荷作用方向和大小对所... 以双螺母垫片预紧式滚珠丝杠为研究对象,建立了可考虑非均匀载荷分布的双螺母垫片预紧式滚珠丝杠静接触刚度模型,并通过实验验证了模型的有效性。建立的模型可基于丝杠或螺母滚道为分析对象,着重分析了不同轴向载荷作用方向和大小对所有相位角处滚珠与滚道间接触角和法向接触力不均匀性的影响,以及接触角和法向接触力的分布不均匀性对轴向静接触刚度的影响,并获得以下结论:主要受接触角分布不均匀性的影响,以丝杠滚道为分析对象、轴向载荷负向时的轴向静接触刚度值较大;主要受法向接触力分布不均匀性的影响,随着轴向载荷的增大,不考虑载荷非均匀性模型获得的轴向静接触刚度值会逐渐偏离考虑载荷非均匀性模型获得的轴向静接触刚度值。 展开更多
关键词 非均匀载荷分布 滚珠丝杠静接触刚度 接触角 法向接触力
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玛湖长水平段水平井非均匀载荷套管设计方法研究与应用 被引量:1
17
作者 吴继伟 卓鲁斌 +1 位作者 石建刚 于洋飞 《西部探矿工程》 CAS 2019年第12期51-54,共4页
玛湖地区采用长水平段水平井+体积压裂技术开发,对套管及固井质量要求高,针对玛湖地区工程地质特点,建立非均布载荷下套管受力分析力学模型,优选满足多级体积压裂要求的套管,套管分析设计结果在玛131井区、玛18井区和风南4井区规模推广... 玛湖地区采用长水平段水平井+体积压裂技术开发,对套管及固井质量要求高,针对玛湖地区工程地质特点,建立非均布载荷下套管受力分析力学模型,优选满足多级体积压裂要求的套管,套管分析设计结果在玛131井区、玛18井区和风南4井区规模推广应用压裂投产后未出现套损,有效的支撑了玛湖地区规模上产。 展开更多
关键词 玛湖 非均匀载荷 体积压裂 抗外挤 套管设计
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板壳单元模型中非均匀载荷的处理方法探讨
18
作者 郭建生 胡吉全 《湖北工业大学学报》 2007年第4期11-13,共3页
结合DLQ50轮胎起重机的底架结构分析,重点探讨了其非均匀载荷的施加方法,指出了等效接点载荷作用方法的局限性.通过运用ANSYS程序中的表功能特征,提出了新的载荷施加方法,该方法可以成为处理各种板壳单元模型中的非均匀载荷作用的一般方法.
关键词 板壳单元模型 非均匀载荷 处理方法
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基于非均匀载荷的注采井套管损坏机理及抗挤套管校核方法 被引量:8
19
作者 周波 毛蕴才 +3 位作者 汪海阁 刘明涛 宋学义 杨书港 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2021年第2期9-12,共4页
注采井网套管损坏是油田井筒完整性管理面临的主要难题之一,注采地层套管载荷影响因素复杂,常规基于均匀载荷的套管校核方法不能有效满足全生命周期井筒完整性要求。采用有限元方法模拟了注采过程地层压力、有效应力及位移场特征及变化... 注采井网套管损坏是油田井筒完整性管理面临的主要难题之一,注采地层套管载荷影响因素复杂,常规基于均匀载荷的套管校核方法不能有效满足全生命周期井筒完整性要求。采用有限元方法模拟了注采过程地层压力、有效应力及位移场特征及变化规律,揭示了目标区块套管损坏机理;建立了注采井网套管外挤载荷计算模型,提出了基于非均匀载荷影响的套管校核方法。研究表明,注采过程受砂泥岩孔渗差异影响,砂岩与泥岩界面产生有效应力差,泥岩地层吸水水化塑变导致套管载荷非均匀性增大,同时砂泥岩交界面产生较大的位移变形,诱发砂泥岩界面处套管挤压变形或剪切破坏。考虑非均匀载荷因素,当套管载荷非均匀系数小于0.9时,套管等效抗外挤安全系数小于1,套管抗挤强度不能满足实际工况需求。综上研究表明,注采井套管设计时应充分考虑非均匀载荷的影响,基于非均匀载荷的套管设计方法可满足全生命周期套管完整性需求,对其他油田注采井套管设计具有指导借鉴意义。 展开更多
关键词 套管变形 泥岩水化 非均匀载荷 套管校核方法 注水开发
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非均匀载荷下页岩气套管抗挤强度全尺寸试验及新机理 被引量:1
20
作者 姬丙寅 余夫 +3 位作者 罗蒙 孙建安 史交齐 董晓明 《石油机械》 北大核心 2023年第9期148-154,共7页
为研究页岩气套管非均匀载荷下抗挤强度及失效机理,采用全尺寸试验方法,开展平面非均匀载荷、弧面非均匀载荷、平面载荷和均匀载荷组合、弧面载荷和均匀载荷组合等4种非均匀载荷情况的试验研究。试验结果表明:非均匀载荷下套管失效机理... 为研究页岩气套管非均匀载荷下抗挤强度及失效机理,采用全尺寸试验方法,开展平面非均匀载荷、弧面非均匀载荷、平面载荷和均匀载荷组合、弧面载荷和均匀载荷组合等4种非均匀载荷情况的试验研究。试验结果表明:非均匀载荷下套管失效机理为套管承载非均匀载荷后,引起的直径变化率发生变化。随着载荷的增大,当直径变化率达到临界状态下,套管发生失效,即达到套管临界承载能力;套管直径变化率与套管抗挤强度近似呈反相关,直径变化率越大,套管的抗挤强度越小。当套管直径变化率小于0.5%时,套管抗挤强度降低不明显,当套管直径变化率≥0.5%时,套管抗挤强度影响显著,套管直径变化率范围为1.0%~2.0%,抗挤性能下降15%~20%。建议页岩气套管可以选择厚壁套管,提高抗径向变形能力,或者基于应变设计理论控制套管径向变形,或者采用弹性介质封固方式以减少外力对套管径向变形的影响,而不是一味追求增加套管的抗挤强度。所得结论对页岩气套管选材或减少页岩气套管失效具有指导作用。 展开更多
关键词 页岩气套管 非均匀载荷 抗挤强度 全尺寸试验 新机理
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