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套管抗挤毁强度主要影响因素试验研究

2012-12-11张广路韩新利

石油矿场机械 2012年6期

娄 琦,张广路,张 丹,韩新利,杨 鹏,张 钰

(1.中国石油集团石油管工程技术研究院,西安710065;2.新疆油田分公司物资供应总公司,乌鲁木齐830068)

套管抗挤毁强度主要影响因素试验研究

娄 琦1,张广路1,张 丹1,韩新利1,杨 鹏1,张 钰2

(1.中国石油集团石油管工程技术研究院,西安710065;2.新疆油田分公司物资供应总公司,乌鲁木齐830068)

对17根177.80mm套管进行几何尺寸测量、材料性能及外压挤毁试验,研究了几何尺寸、屈服强度及残余应力对套管抗挤毁强度的影响。结果表明:各因素综合影响套管的抗挤毁强度;椭圆度变化>0.5%、壁厚不均匀度>10%或其不同截面间变化>5%均将明显降低套管的抗挤毁强度;椭圆度及其不同截面间变化<0.2%,将明显提高套管的抗挤毁强度。在屈服强度达到钢级要求的同时,控制好套管的几何尺寸精度并降低残余应力,可以生产出具有较高抗挤毁强度的套管。

套管;抗挤毁强度;椭圆度;壁厚不均匀度;屈服强度;残余应力

中厚壁套管承受的外压使其内壁上的环向应力达到屈服极限时,就会发生塑性变形进而失稳失效,即被挤毁。复杂的地层结构及地层蠕变造成套管挤毁,是套管失效的主要形式。提高套管的抗挤毁强度可以使其适用于更深的地层,提高油气井的安全性,降低油气井的开发成本。研究人员对套管抗挤毁性能的影响因素进行了理论试验或模拟研究。研究表明[1-5]:套管的钢级、径厚比(D/t)、几何缺陷(外径椭圆度和壁厚不均匀度)、屈服强度和残余应力等是影响套管抗挤毁性能的主要因素;……

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