非均匀椭圆载荷下套管抗外挤能力分析.pdf

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1、16探矿工程(岩土钻掘工程)2014年第41卷第7期非均匀椭圆载荷下套管抗外挤能力分析周雄，何世明，郭元恒，段玲(1．西南石油大学石油与天然气X-程学院，四川成都610500；2．中石化石油工程技术服务有限公司，北京100101；3．西南油气田分公司低效油气开发事业部，四川成都610017)摘要：目前大多数油井套管的损坏很大程度上是由非均匀载荷引起的，外载荷的非均匀性等因素大大降低了套管的承载能力，为此，揭示这些因素对套管抗挤能力的影响具有重要的实际意义。根据非均匀椭圆载荷作用下套管的受力特点，利用材料力学理论建立了理想套管的环向应力计算模型，分析了套管的应

2、力分布规律，结果表明：套管承载的危险点为圆周方向与最大水平地应力成90。夹角的内壁上，与有限元数值模拟结果有着很好的一致性。并以危险点应力状态为依据，得到了套管在不同的非均匀载荷下的等效外挤压力计算的新公式。计算结果表明，椭圆载荷中的非均匀部分对套管等效外挤压力影响极大；外载荷非均匀度越大，径厚比越大，套管承受外挤载荷能力越差，越容易发生挤毁失效。关键词：椭圆载荷；环向应力；危险点；等效外挤压力；抗外挤能力中图分类号：TE931．2文献标识码：A文章编号：1627—7428(2014)07—0016—04AnalysisonCollapseResistanc

3、eofCasingunderNon-uniformEllipticLoad／ZHOUXiong，HEShi—ming，GUOYuan—heng，DUANLing(1．CollegeofPetroleumEngineering，SouthwestPetroleumUniversity，ChengduSichuan610500，China；2．SINOPECOilfieldServiceCorporation，Beijing100101，China；3．Low—efficiencyHydrocarbonDevel—opmentDepartmentofSouthw

4、estOil＆GasFieldCompany，ChengduSichuan610017，China)Abstract：Mostofthedamageofoilwellcasingiscausedbynon—uniformload，thenon—uniformofexternalloadandsomeotherfactorsgreatlyreducethebearingcapacityofthecase．Thereisimportantpracticalsignificancetorevealtheinfluenceofthesefactorsonthecol

5、lapseresistanceofcasing．Accordingtothecharacteristicsofhoopstressoncasingundernon-uni—formellipticloadcondition，acalculationmodelofhoopstressforidealcasingisestablishedbythetheoryofmaterialme—chanics．Analysisismadeontheregularityofstressdistribution，theresultsshowthatthedangerouspo

6、intisontheinnerwallofcasingby90anglebetweencircumferentialdirectionandthemaximumhorizontalstress，whichhasgoodconsistencywiththefiniteelementnumericalsimulationresult．Basedonthestressstateatthedangerouspoint，thenewformulaispro—posedtocalculatetheequivalentexternalpressureoncasingind

7、iferentnon—uniformloading．Thecalculationshowsthatnon-uniformofellipticloadhasgreatinfluenceoncasingequivalentexternalpressure；themorethenon-·uniformandthelargerdiameter—thicknessratioare，thepoorerthebearingcapacityofexternalloadisandmoreeasilycollapsefailureofcasinghappen．Keywords：

8、ellipticload；hoopstress；en