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1、高压气井射孔段套管强度安全性分析摘要：在油气田开发中，造成油气井生产套管(以下简称套管)损坏的原因很多，其中射孔作业是主要原因之一。射孔会导致套管发生严重变形或破裂，使套管的强度受到较大影响。本文着重于射孔后套管孔边应力分析。主要内容包括以下几个方面：（1）对套管的四个挤毁压力公式以及抗内压公式进行了推导。考虑了t/D在五个公式中的重要作用。正确应用挤毁压力、抗内压公式分析套管的受力，减少套管的损坏。（2）利用复变函数以及弹性力学保角映射方法并根据几何的不连续性，用数值解法计算应力集中系数或给出数值拟合公式，用简化算法将所射孔作为U形凹口，得
2、到了射孔后孔边的应力集中系数计算公式。（3）用权函数法对套管表面半椭圆裂纹的应力强度因子进行了推导。考虑实际射孔操作以及射孔方式的因素，分析套管在不同射孔条件下的应力强度因子，通过建表分析可得，壁厚、孔径越大，应力强度因子越大。（4）根据实际情况进行了无损套管的受力分析，得到了套管分别在受内、外压时的极限载荷；根据射孔开裂模型对剩余强度系数进行了分析计算，给出算法。（5）考虑孔边应力集中和孔边裂纹的影响，考虑高压气井实际工况，根据厚壁筒理论公式及第四章、第五章所得的公式，求得孔边的最大应力，并用第四强度理论校验射孔套管的强度安全性。关键词：高
3、压气井；射孔套管；应力集中；安全性分析64IntensityAndSecurityAnalysisofPerforatedCasinginHighPressureGasWellAbstract:Intheoilandgasfielddevelopment,resultinginproductionofoilandgaswellcasing(hereinafterreferredtoascasing)damagetomanyreasons,oneofwhichisthemainreasonperforating.Perforationcanca
4、useseriousdeformationorruptureofthecasing,sothatsignificantlyaffectedthestrengthofthecasing.Thisarticlefocusesonthestressafterperforationofthecasinghole.(1)Derivationofthefourcasingcollapsepressureformulaandtheinternalpressureformulawasderived.Notedt/Dformulainfiveplaysaver
5、yimportantrole.Correctapplicationofcollapsingpressure,internalpressureformula,helpsustoforceareasonableanalysisofthecasingtoreducethedamagetothecasing.(2)Useofcomplexfunctionsandconformalmappingofelasticityandinaccordancewithgeometricdiscontinuity,calculatedwiththenumerical
6、solutionofthestressconcentrationfactor,oranumericalfittingformula,withasimplifiedalgorithmoftheperforationasaU-shapednotch,hasbeenshotHoleafterholestressconcentrationfactorformula.(3)Casingwiththeweightfunctionmethodforsemi-ellipticalsurfacecrackstressintensityfactorisdeduc
7、ed.Considertheactualoperationandperforationmodefactoranalysisofperforatingthecasingindifferentconditions,thestressintensityfactoranalysisbytheLegislativetablesavailable,wallthickness,thegreatertheaperture,thegreaterthestressintensityfactor.(4)Carriedoutaccordingtotheactualc
8、asingofnon-destructivestressanalysis,obtainedbythecasing,respectively,theexternalp
