P110油管與BG140套管的往復(fù)摩擦磨損研究及管柱完整性評價.pdf

1、在采油工程中，油管屬于超細長桿管柱，在軸向的壓力下會產(chǎn)生屈曲，并且由于受到井眼軌跡、油管與套管柱自重和施加載荷的影響，通常會使油管和套管產(chǎn)生隨機接觸和摩擦，出現(xiàn)往復(fù)摩擦磨損。致使管壁局部壁厚減薄，壁厚減薄的管柱抗內(nèi)壓和抗外壓能力降低，從而影響管柱安全使用。目前國內(nèi)對于油管屈曲與套管產(chǎn)生軸向的摩擦磨損方面的研究非常少。本文采用往復(fù)式油管-套管磨損實驗機進行油管-套管的磨損實驗，確定BG140套管和P110油管之間的磨損效率和摩擦系數(shù)，使用

2、失重法測出套管的磨損量。利用磨損套管的月牙形模型計算得到磨損深度，結(jié)合有限元軟件計算磨損套管的強度。
　　實驗表明隨著正壓力的增大，P110油管對BG140套管造成的磨損失重量增大。隨著摩擦頻率的增大，P110油管對BG140套管造成的磨損失重量也增大。在相同密度1.2g/cm3的水基環(huán)空保護液介質(zhì)環(huán)境和有機鹽環(huán)空保護液介質(zhì)環(huán)境中，正壓力和摩擦頻率保持不變，相同時長內(nèi)P110油管對BG140套管的磨損程度和磨損效率在前者介質(zhì)環(huán)境中

3、遠遠大于后者。利用White的磨損-效率模型以及通過實驗確定的磨損效率，計算得到磨損實際時間、磨損截面面積、套管接觸力等參數(shù)，最終得到套管磨損最大深度在水基環(huán)空液和有機鹽環(huán)空液介質(zhì)中分別為0.19和0.52mm。利用ANSYS軟件分別計算兩種介質(zhì)環(huán)境中的磨損套管的強度得知，磨損套管的最大應(yīng)力均產(chǎn)生在套管內(nèi)部與油管接觸面形成的月牙型凹槽。水基環(huán)空保護液介質(zhì)環(huán)境中磨損套管的最大應(yīng)力為235MPa,有機鹽環(huán)空保護液介質(zhì)中磨損套管的最大應(yīng)力為2