陈松林，刘广华，郎 鹏，苏郑卿

（江苏常宝普莱森钢管有限公司，江苏 常州213200）

我国稠油资源较丰富［1］，稠油油井主要采用热力开采方法采油［2-3］。有学者认为，热力采油过程中，由于蒸汽或者火烧给套管带来的高温产生的热应力，以及在高低温转换过程中，引起的拉压载荷的转变，导致套管损坏严重。稠油热采套管损坏问题在世界范围都特别突出，有的套损高发区套损率甚至超过30%，严重制约着稠油油藏的高效开发［4］，高温是导致套管强度下降的主要原因［5］。

1 热采套管失效分析

根据相关文献介绍［6-10］，热采井注蒸汽的平均温度在320℃左右，有的超过350℃，超过了API规定的N80套管常用使用温度≤200℃。与常温时相比，N80套管在高温时的屈服强度降低约18%，弹性模量降低约38%，抗拉强度降低约7%，同时蒸汽吞吐套管存在残余应力，使套管基本处于屈服状态。套管在持续高温和轴向拉应力作用下产生疲劳裂纹和塑性变形。

热应力超过套管屈服强度会造成套管变形后的松弛现象，严重影响套管接箍的密封性能。目前普遍应用的圆螺纹和偏梯形螺纹耐高温极限通常在300℃以下，在高温轴向载荷的作用下，接箍和套管螺纹的径向变形超过允许偏差，加之上扣不紧，都会造成泄漏和脱扣。研究结果表明，热采井套管通常设计温度≤375℃，实际使用温度≤350℃，最大注汽压力为21 MPa，经过一个蒸汽吞吐周期之后，在油井段上热应力可达到370 MPa以上［11］，接近甚至超过了常规N80套管高温状态下的屈服强度极限值。……