中短半径水平井弯曲段套管剩余抗挤强度分析

为得到套管柱剩余抗挤强度与水平井弯曲段造斜率间的定量关系,采用理论推导和三维有限元模拟的方法,分析了3种不同外径尺寸的套管在弯曲荷载和外挤压力作用下的剩余抗挤强度。计算结果表明,弯曲作用产生的套管截面不圆度对套管剩余抗挤强度影响不大;套管柱剩余抗挤强度与水平井弯曲段造斜率间较好地符合二次反比例关系;在造井眼斜率相同时,套管柱剩余抗挤强度与套管柱的径厚比服从指数反比例分布关系。研究结果为中短半径水平井弯曲井段套管柱抗挤强度的设计提供参考依据。

射孔套管抗外挤剩余强度系数计算与拟合

在石油开采过程中,射孔段套管的损坏占套损井的60%以上,其中外挤载荷是引起套损的主要原因。通过有限元方法计算不同相位角、不同射孔间距和不同射孔直径的挤毁压力和相应的射孔套管抗外挤剩余强度系数,并将这些数据按不同相位角拟合成射孔间距和射孔直径的函数。对拟合结果的验证表明,绝大部分有限元计算数据与拟合计算数据之间的差异小于1%,仅个别误差在2%左右。拟合的多项式函数可以方便地用于射孔套管的抗外挤剩余强度计算。

射孔参数对射孔段套管抗外挤强度影响分析

射孔后管体出现孔眼,破坏了管柱面的连续性,导致孔眼附近应力集中,大大了降低射孔段套管抗外挤强度,进而影响套管的安全性。本文采用ANSYS软件对射孔段套管抗外挤强度进行分析,定义了剩余抗外挤强度系数,并讨论了相位角、孔径和孔密等射孔参数对射孔段套管抗外挤强度的影响。得出如下结论:射孔后套管抗外挤强度显著降低;当射孔相位角为90°时,射孔套管抗外挤强度较其它射孔相位角时大,射孔对套管抗外挤作用削弱最小;射孔弹尺寸越大,射孔段套管剩余抗外挤强度越小;随着孔密的增大,套管抗外挤强度不断降低。

卡瓦悬挂器坐挂能力与卡瓦牙咬入深度关系研究

针对西北油田大尺寸卡瓦套管悬挂器井口坐挂载荷控制难度较大及卡瓦牙咬入深度与悬挂载荷之间的关系研究少的问题,根据 273 mm WE型卡瓦悬挂器的实际结构,建立了悬挂器坐挂套管的轴对称有限元模型,采用有限元分析与理论计算相结合的方法,对卡瓦牙咬入深度与悬挂载荷之间的关系进行研究。将有限元模拟结果与套管表面实际咬痕进行对比,证明该有限元模型的建立与分析具有一定的准确性。在一定的悬挂载荷作用下,不同卡瓦牙吃入套管的深度不一样,卡瓦牙从下端到上端,吃入深度逐渐减小;随着悬挂载荷增大,卡瓦牙咬入套管的最大深度逐渐加深,套管剩余抗挤强度减小,当套管剩余抗挤强度减小到一定值时,即可求出卡瓦牙在一定咬入深度下对应的最大悬挂载荷。研究结果对于套管坐挂的现场施工具有一定的指导作用。