套管抗内压的模拟实验研究.pdf

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1、·38·套管抗内压的模拟实验研究李东海。冯进，徐斌云，邓曦。江龙(长江大学机械工程学院，湖北荆州434023)摘要：目前钻井作业的趋势是深井、超深井、水平井和定向井，套管磨损问题变得尤为突出。套管磨损后，抗内压强度下降，不仅会给油田生产安全造成威胁，还很容易引发环境污染。笔者对月牙型磨损套管进行模拟实验，研究其在内压作用下的周向应变分布规律。研究结果表明：随着套管磨损量的增加，套管抗内压强度减小，在磨损最严重的部位的应变量首先随磨损量增加而减小，然后随磨损量增加而增加，外表面出现内凹现象；位于磨损与未磨损的过渡区所受的周向应变值受磨损量的影响最大，随磨损量的增大而

2、较大幅度增大。关键词：磨损套管模拟实验周向应变抗内压强度中图分类号：TB30文献标识码：A文章编号：1002—6886(2011)06-0038一O3SimulatedExperimentofCasingBurstStrengthAfterCasingWearLIDonghai，FENGJin，XUBinyun，DENGXi，JJANGLongAbstract：Currently，thetrendofdrillingis(Ieepwells，ultra—deepwells，horizontalwellsanddirectionalwells，especiallyt

3、heissueofeasewearing．Asthecaseworn．theburststrengthisdeclined．Itcannotonlythreatentheproductionsaltyofoilfield．butalsobeveryeasytogiverisetoenvironmentalpollution．Bydoingsimulationexperimentstothecrescent—shapedeasingwear，theauthorstudiesthedistributionofeircumferentialstrainunderitsi

4、nnerpressure．Theresultsshowthat：theamountofcasingwearincreases，theburststrengthoftheeasinginternaldecreases．Inthemostseriouspartsofthewearing，firstlythevariabledecreaseswiththein—creaseoftheamoutofthecasingwear，andthenincreaseswiththeincreaseofitandtheoutersurfacebegintoappearconcavep

5、henom—enon．Thetransitionzonebetweenthewearingandnotwearing，whichtheamountofwearingsufferedthecircumferentialstrain，isim—pactedmostly．Anditwillincreasegreatlyastheincreaseofthewearingamount．Keywords：weal-casing；simulatedexperiment；circumferentialstrain；burststrength压强度进行测试，得出了关于磨损套管抗内压

6、强度方面的0引言一些结论，为以后在该方面进行更深入的研究提供了参考从“九五”期间，深井、超深井、定向井和水平井钻井和依据。作业越来越多，在其钻探过程中经常需要穿过多层岩性和l模拟套管初始屈服压力压力不同的岩层，受力复杂，钻井时间长，狗腿度比较严重，致使钻柱和套管的磨损都非常严重。特别是套管磨损通过改变钻杆接头与套管的偏心距(如图1)可以改后，套管的壁厚大大减薄，抗挤毁能力和抗内压爆破能力变套管磨损量h⋯，它们之间的关系为：大大降低，而套管又无法更换，往往导致大量的钻井事故e+Rt／2=Ri／2+h⋯(1)和油气井的早期报废，为了在实验过程中控制加载，用有限元软件分

7、析计如851井由于技术套管算了不同磨损程度的模拟套管在初始屈服时的内压强，见磨损，高压气体使油层表1。套管破裂，进而使技术表1套管的抗内压性能套管破裂，导致井口冒偏心距e(rtln3)09．510．511．512．5气，造成巨大的经济磨损量h⋯(rain)00．51．52．53．5抗外压Pwearo(MPa)23．1518．2617．37．363．93损失。现场实测表明，所有严重的套管磨损都2模拟套管抗内压实验是月牙型磨损，如图1图1月牙型磨损对于套管抗内压实验，各位置应变片分布如图2所昕示本文采用模拟实验对9—5／8，，月牙型磨损套管的抗内示。各个位置所贴应变片

8、为T型应变