油水井套管抗擠強度研究.pdf

1、套管的安全依賴于套管外載的準確計算，多年來在常規(guī)的套管設(shè)計中都是以固井前井眼的靜液柱壓力或上覆巖層壓力作為套管外載，沒有考慮復(fù)雜地應(yīng)力的作用。因此，
　　 本文主要研究在復(fù)雜工況下套管的強度和安全性，具體內(nèi)容包括：
　　 (1)參考國內(nèi)外相關(guān)資料，分析和總結(jié)國內(nèi)各大油田套管損壞情況，指出套管抗擠強度研究的重要性和迫切性。介紹了美國石油學(xué)會(API)和前蘇聯(lián)等所采用的套管抗擠毀壓力計算公式。
　　 (2)采用新的研

2、究方法，以彈性力學(xué)為基礎(chǔ)，以套管一水泥環(huán)一地層系統(tǒng)為研究對象，推導(dǎo)出了計算套管一水泥環(huán)一地層系統(tǒng)應(yīng)力的新線性方程組，并利用MATLAB7.0編制了相應(yīng)的計算機程序求解。該方法避免了現(xiàn)有文獻的不足，具有推導(dǎo)過程簡單、求解精度高等優(yōu)點。利用所推導(dǎo)的線性方程組系統(tǒng)研究了不同的井眼直徑、水泥環(huán)彈性模量、地層彈性模量和非均勻載荷系數(shù)對套管外壁徑向應(yīng)力的影響。
　　 (3)采用有限元方法，分別研究了均勻地應(yīng)力和非均勻地應(yīng)力條件下水泥環(huán)性質(zhì)對

3、套管強度的影響規(guī)律，通過大量數(shù)據(jù)運算，系統(tǒng)地分析了水泥環(huán)彈性模量和泊松比與井場周圍不同性質(zhì)地層的匹配關(guān)系。
　　 (4)首次研究了高溫高壓深井中井下溫度對含磨損缺陷套管強度的影響規(guī)律。利用APDL語言建立了含磨損缺陷套管一水泥環(huán)一地層有限元計算模型，采用ANSYS軟件的間接法實現(xiàn)了熱應(yīng)力和外載荷的熱結(jié)構(gòu)耦合分析。
　　 (5)利用粘彈性理論將巖石模擬為開爾文一沃伊特流變模型，從材料的蠕變方程、幾何變形協(xié)調(diào)及靜力平衡三方面