双层组合套管内填充液体介质的力学分析

对双层组合套管内填充液体介质进行了力学分析，导出了该介质压力传递系数的具体表达式。分析了组合套管内壁等效应力随液体体积弹性模量K的变化规律，同时还分析了K＝1．7×103MPa时，组合套管内壁等效应力随外压Pw的变化规律，为研究组合套管环空介质及预防套管破坏提供了重要的理论依据。

双层组合套管的方案设计与性能评价

我国的石油套管损坏井绝大部分都集中在盐岩、泥（页）岩、膏岩、膏盐岩等软岩地层中。在文中就目前我国复杂地层的套管柱设计的不合理性进行了详细的剖析。经过５年多的研究，搞清了超高压地层套管损坏的机理，在此基础上提出了在超高压地层使用双层组合套管的设计方案，特别是局部双层组合套管设计方案，并就各种方案的设计与优选、经济效益评估及施工工艺进行了详细介绍，得出了使用局部双层组合套管是解决超高压地层套管变形的最佳方案的结论。

高压异常地层局部双层组合套管的设计与应用

中原油田的套管损坏问题，在全国各油田中是较为严重的，影响了中原油田稳定的战略目标。为此，中原石油勘探局与西南石油学院合作，开展了近1a多的联合攻关研究，在盐层高压的形成机理、超高压地层套管外挤力计算、局部双层组合套管的设计及套管寿命预测方法研究等方面，理论上获得重大突破。本文详细介绍了局部双层套管的强度理论、方案设计与优选、经济效益评估及施工工艺。结果表明，局部双层组合套管是解决中原油田盐层套管变形的最优方案。

荆丘地区双层组合套管的钻井液工艺

荆丘地区为了防止2750～3000m膏盐地层塑性蠕动挤毁套管，采用了双层组合套管新工艺。根据地层岩性和双层组合套管施工的特点，要求钻井液防卡、防塌及抗电介质污染。为此选用了PAC141－NPAN—SMP聚合物防塌钻井液体系。钻进中用液体润滑剂，完井时用固体润滑剂塑料小球；防塌剂用SBI—1。施工13口井，均未发生过压差卡钻；除2口井在上部地层因未灌浆井塌外，其它都未发生过井塌；一次电测成功率达84．6％；对油层还有保护作用。与32口井深相当的对比井相比，一次电测成功率提高31．5个百分点，处理复杂情况和事故时间减少9．6个百分点，钻井周期缩短35．47％，建井周期缩短28．44％。

超高压地层局部双层组合套管的设计

通过大量的统计资料分析、理论分析和数值模拟计算,认清了盐层套管损坏的机理,定量计算了套管在盐层所承受的外挤压力,确定了超高压地层局部双层组合套管的设计方案。所设计的专用接头的主要零件是符合API标准的外螺纹接头和内螺纹接头。通过地面预制局部双层组合套管,可以象普通下套管作业与固井作业一样,在塑性地层上下各20～50m范围内下双层组合套管,达到抵抗塑性地层径向超高压之目的。

双层组合套管在定向井盐层段的应用

中原油田在卫281井定向井段首次下入双层组合套管，以预防盐层套管的损坏。本文以弹性力学有关理论为指导，对盖层段双层组合套管强度进行了理论推导计算。实践表明，双层组合套管在盐层段和其它特殊层段的应用，对预防套管损坏是切实可行的。

多功能气管组合套管的制作与应用

目的探讨多功能气管组合套管的制作及应用效果。方法自行研制多功能气管组合套管,其由辅助吸引管及一次性气管切开导管构成,并应用于8例气管切开并发严重且难以控制(予敏感抗生素抗感染、对症支持治疗无效)的上呼吸道感染者。结果8例患者呼吸道感染获得有效控制,3～5d体温下降,血常规正常,胸部X线摄片示肺部感染得到控制。结论多功能气管组合套管应用于气管切开并发严重上呼吸道感染患者,有助于提高治疗效果。

变刚度组合套管柱弯曲变形计算

利用弹性变形原理和研究方法，对不同钢级、壁厚的变刚度组合套管柱的弯曲变形计算进行了研究。采用三角级数的表达式，导出了挠曲变形方程及计算方法。在变刚度条件下，套管挠度与变刚度系数β成反比，在两支点间距为常数情况下，仅与惯性知I成反比。实例计算表明，在变刚度组合套管柱中，变刚度引起的挠度计算误差不能忽略，与传统的不变刚度计算方法相比，相对误差在35％～45％之间。应用本文的级数方程和能量方法，可迅速计算变刚度组合套管柱的挠曲变形量，这对合理确定套管扶正器安放位置、提高套管柱居中度都很重要。

电偶腐蚀对组合套管性能影响试验研究

利用电化学工作站,结合微观腐蚀形貌分析,通过组合套管在高矿化度地层水中的腐蚀试验,研究了组合套管电偶学腐蚀规律及力学性能影响规律。结果表明:电偶腐蚀对套管的屈服强度及抗拉强度影响较小,为钻采方案设计提供了理论支撑。

双层组合套管非对称挤压下的强度计算

本文重新探讨了双层组合套管载荷和力学模型问题。指出了当前研究双层组合套管载荷的不足之处,并提出双层组合套管和地层完全接触和对称挤压工况下的两个力学模型，进行了求解，和对求解结果进行了分析，得出一些重要结论。然后对双层组合套管的效益进行了讨论，提出了与双层组合套管等效的单层厚壁管及双层组合套管效益系数的概念、得出了只有在采用薄壁或中厚壁组成双层组合套管时，水泥环对组合管才有明显的效益的结论。这一结论在双层组合套管的研究上更进了一步。

双层组合套管抗外挤强度影响因素研究

以外层套管为φ339.72 mm×13.06 mm P110和内层套管φ244.48 mm×11.99 mm TLM140、中间环空为水泥环的双层组合套管为研究对象,通过有限元模拟方法研究了水泥弹性模量及不同固井工况因素如水泥环偏心、水泥环缺失、混浆流动和水泥环破碎分布对双层组合套管的抗外挤强度性影响规律。模拟计算结果表明,双层组合套管的抗外挤强度比单内层套管的抗外挤强度提高了167.3%,为单内层套管抗外挤强度的2.673倍;双层组合套管的抗外挤强度与水泥环的弹性模量为非线性关系,双层组合套管的抗外挤强度在水泥环的弹性模量在0~2GPa时增加迅速,水泥环的弹性模量为2~36 GPa时增加较缓慢;双层组合套管抗外挤强度影响最大的固井工况因素为水泥环缺失,最大下降率为71.55%;其次为混浆流动、水泥环破碎工况因素,下降率为33.72%;水泥环偏心因素影响最小,下降率为5.26%。

双层组合套管优化设计方法

钻井遇到盐岩层及其它蠕变率高的地层时，套管受到内压和高外压的作用，常常引起变形甚至挤毁．对于此类地层，套管设计可行的办法是采用双层组合套管．认为双层组合套管在这类地层中，破坏是强度问题而不是失稳问题．从此点出发，采用相当应力建立了优化数学模型，利用复形法进行强度优化设计．经过多次电算，证明本文的设计是实用的，并有明显的经济效益．

卫281井双层组合套管试验

针对地下盐膏层蠕变导致油层套管变形、破漏 ,造成井况恶化的特点 ,中原油田在卫2 81井首次采用了华北油田钻井工艺研究所设计的双层组合套管固井工艺 ,实践证明该工艺对防止井况恶化是行之有效的。文中主要介绍了卫 2 81井双层组合套管的施工操作程序。通过这次成功的试验 ,总结了双层组合套管固井施工的工艺方法。

预防页岩气套变的橡胶组合套管研制及其抗剪切性能评价

页岩气是目前天然气勘探开发的重点和热点,但页岩气在开发过程中经常会遇到套管变形问题,套管变形不仅影响单井产量,还将缩短井筒生命周期,严重制约着我国页岩气的规模效益开发。为此,利用橡胶吸收裂缝/断层的滑动位移原理,创新设计了一种橡胶组合套管;在综合套管变形量、橡胶膨胀率、下套管摩阻、水泥浆通道和吸水膨胀效率等因素基础上,优选了橡胶胶种,设计橡胶筒成槽孔结构;并利用物理模拟试验系统对橡胶组合套管进行了抗剪切试验,最后利用ABAQUS有限元软件建立了橡胶组合套管位移加载三维力学模型,评价了橡胶组合套管的抗剪切能力。研究结果表明:①膨胀橡胶通过变形和破碎吸收了地层位移载荷,保护了套管,吸收地层滑动量可达到37.2~40.0 mm;②当橡胶筒厚度增加时,套管的变形量随之减小,当橡胶筒厚度达到21.7 mm时,橡胶可以完全吸收施加的位移,避免套管发生变形。结论认为,橡胶组合套管可以有效吸收裂缝/断层的滑动位移,从而保护了内层套管不受影响,进而提高了页岩气井的压裂施工效率,缩短了投产周期,可为我国页岩气的效益开发提供重要的技术支撑。

一种新型组合套管式地下埋管的承载特性分析

提出了一种新型组合套管式地下埋管并对之进行了初步的承载能力与工作性状分析,分析显示本文的新型组合套管式地下埋管可以充分发挥钢管的抗拉作用和混凝土衬砌的抗压作用,极大地提高了结构的抗外压能力,且节省材料,便于施工.

组合套管式引水管道联合承载的研究分析

对压力引水管道的新型结构——组合套管式引水管道进行了初步的理论分析，并对３００多种方案进行了应力及承载比的分析计算，为目前巨型压力引水管道面临的诸多困难。

多功能全呼吸道气管组合套管在重型颅脑损伤中的应用

2009年10月,我们收治了一名重型颅脑损伤术后患者,患者因车祸导致头面部损伤,ct提示左侧额颞部硬膜下血肿,右侧额部硬膜外血肿,广泛复杂颌面部骨折.该患者在当地行开颅血肿清除+去骨瓣减压及气管切开术后转入我科.在随后的治疗过程中,患者出现严重的上呼吸道感染,感染源自颌面部,脓液沿口鼻一直流至咽喉及声门下,到气管套管气囊上部,最后充满整个声门下腔,从气管切开皮肤口溢出.我们虽及时从口鼻等处反复吸引,给予大剂量敏感抗生素,但感染始终无法控制.继而患者出现严重高热,血象直线上升,我们被迫从气管切开处在气管套管上放置了一根带有侧孔的细管,给予持续吸引.

多因素下开窗侧钻套管组合系统响应特性分析

为了研究开窗侧钻过程中铣锥下移对胶结面、水泥环失效面积和套管应力状态的影响,以开窗侧钻过程中套管、水泥环和地层组合系统为研究对象,考虑水泥环与套管和地层之间的胶结力以及铣削过程中载荷的传递,采用有限元方法建立接触单元以模拟各部分之间的胶结状态,建立了套管组合系统三维有限元模型。通过分析组合系统的泵压和交变钻压等载荷作用,得到了套管应力、胶结面状态、水泥环完整度以及组合系统固有频率的响应情况。计算结果表明:在给定井况时,第二胶结面的剥离距离(7.05 m)大于水泥环破坏失效距离(5.75 m),同时整个开窗侧钻过程中套管应力处于动态变化,在铣削位置处应力达到最大值;泵压由10 MPa增加到19 MPa时,胶结面失效区域增加了0.20 m,水泥环失效区域减少了0.30 m;水泥环厚度由40 mm增加到70 mm时,胶结面失效区域增加了0.45 m,水泥环失效区域减少了0.30 m。研究成果可为研究老井开窗侧钻过程中结构响应状态提供理论参考。

套管水泥环组合抗挤强度模型及其弹性分析

建立了套管水泥环组合抗挤强度模型,导出了管外水泥环对套管屈服抗挤强度的影响系数,提出了套管水泥环组合抗挤强度弹性概念;计算分析了管外水泥环的存在对套管屈服抗挤强度的影响程度,并对套管水泥环组合抗挤强度对套管水泥环参数变化的敏感性,即套管水泥环组合抗挤强度弹性进行了计算分析。

建筑给排水管道穿楼板套管施工技术的应用研究

建筑给排水系统是影响工程整体使用性能的关键结构,具体施工中运用的管道数量较多,而且需要穿过楼板,为保证整个管网的完整性和功能性,则应掌握给排水管道穿楼板套管施工技术要点和工艺流程,严格按照相关标准进行规范操作,同时也要选择适合的工艺技术,以免在工程投入使用过程中出现漏水现象。本文主要对给排水管道套管施工的几种工艺技术手段的具体应用进行了分析,主要包括预留孔洞、预埋套管和预埋止水节等,实际施工中应充分考虑施工质量和施工成本进行合理选择。