套管鉆井條件下套管的疲勞壽命估算.pdf

1、套管鉆井中的套管柱不僅要保證鉆井作業(yè)的正常進(jìn)行，還必須確保套管在鉆井完成后具有足夠的剩余強(qiáng)度以便能夠完成后續(xù)的完井、固井作業(yè)。因此對(duì)套管鉆井中的套管柱進(jìn)行疲勞分析，全面掌握套管鉆井中套管柱的疲勞強(qiáng)度以及疲勞強(qiáng)度與壽命之間的關(guān)系，對(duì)下一步預(yù)測(cè)套管的剩余強(qiáng)度和剩余壽命具有非常重要的作用。 本文采用試驗(yàn)研究與理論分析相結(jié)合的方法，從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，首次對(duì)套管鉆井條件下套管的多軸疲勞問(wèn)題進(jìn)行了研究，提出了適用與現(xiàn)場(chǎng)的P-S-N壽命計(jì)

2、算公式。該公式在拉—拉單軸疲勞試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用VonMises等效應(yīng)力法，對(duì)拉—扭雙軸疲勞試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了等效應(yīng)力的計(jì)算，從而將復(fù)雜的多軸疲勞問(wèn)題轉(zhuǎn)化成一般的單軸疲勞問(wèn)題。并分別考慮了幾何尺寸、表面加工情況等多種影響疲勞強(qiáng)度的因素，將從小尺寸試樣上得到的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了修正，并近似地應(yīng)用到大尺寸實(shí)際套管上。 利用上述方法及有限元數(shù)值模擬法，對(duì)典型工況下套管柱頂部和底部?jī)蓚€(gè)部位進(jìn)行了壽命估算，結(jié)果表明套管柱在鉆井全過(guò)程中不會(huì)發(fā)生疲勞