CAE技术在石油套管设计中的应用

用传统的方法对石油套管进行结构设计时 ,对一些重要的部位和因素难以考虑到 ,计算所得的应力和变形值的误差大 ,需采用较大的安全系数加以弥补。文章阐述了石油套管的主要失效形式和传统设计方法存在的问题 ,分析了位于井下工作的石油套管承受的载荷 ,提出以石油套管外径D、管壁厚度t、套管椭圆度e、钢的成分、制造质量、加工轧制工艺、热处理工艺 ,岩石水泥环材料参数、地层载荷、内压等因素为条件 ,用CAE数值仿真方法优化石油套管的最大屈服强度和结构设计参数 ,选定最佳设计方案。

石油套管残余应力对抗压溃强度影响的数值模拟

运用弹性力学理论,建立石油套管的力学模型,通过有限元计算,得到残余应力与石油套管抗压溃强度之间的关系。研究表明残余应力在很大程度上影响着石油套管的抗压溃强度,当切向残余应力存在时,拉应力明显有利于提高石油套管的抗压溃强度,而压应力的存在会显著降低石油套管的抗压溃强度;而当在石油套管上存在轴向残余应力时,拉应力使石油套管的抗压溃强度降低,而压应力使石油套管的抗压溃强度有所提高;非均匀分布挤压载荷对石油套管抗压溃强度的影响同均匀分布载荷相似。因此,为了提高石油套管的抗压溃强度,应根据管体的受力状态,使石油套管的管体上产生最佳的残余应力值,提高石油套管的抗压溃强度,延长使用寿命。

一种新型高抗挤套管的研制

复杂地质条件下油水井套管早期损坏问题 ,是油田开发中迫切需要解决的一个重大技术难题。为此 ,研发了一种非 API规格的新型高抗挤套管 (TP1 30 TT) ,试图从建井源头上有效解决这一难题。重点讨论了该新型高抗挤套管的设计基础、性能特点、评价结果及应用效果等。该套管的抗挤毁强度达到 1 6 7MPa,能够适应盐膏层等复杂井段对套管抗挤强度的特殊要求 ,可以有效提高这类油水井的使用寿命及油田的综合开发效益 。

含几何缺陷套管抗非均匀外挤力的强度计算

采用有限元法 ,计算和分析了壁厚不均与椭圆套管在单向均匀和单向椭圆分布外挤力作用下的强度问题。计算结果表明 ,套管所能承受最大分布力与其壁厚不均度、椭圆度、分布力的类型和方向等因素有关。在允许的制造偏差范围内 ,壁厚不均度和椭圆度对套管最大分布力值的影响不太严重。在两种分布力中 。

适应非均匀载荷超高强度的套管研制与应用

复杂地质条件下油水井套管早期损坏问题,是油田开发中迫切需要解决的一个重大技术难题。天津钢管公司研发了一种非API规格的新型高抗挤套管(TP130TT),其抗挤毁强度达到167MPa,能够适应盐膏层等复杂井段对套管抗挤强度的特殊要求,经评价试验和油田使用,可以有效提高这类油水井的使用寿命及油田的综合开发效益,具有广泛的推广应用价值。

稠油热采井专用非API标准TP120TH套管开发

稠油热哭井因油井出砂导致非均匀载荷作用在套管上，因而使套管的抗外挤能力严重削弱。套管损坏日益加剧，严重制约了油井的正常生产。天津钢管公司针对这种情况，在不改变现有采油工艺条件下，开发出了非API标准的Ф193．7mm×17．14mm，热采井用高抗挤毁TP120TH套管，成功地解决了这一困扰热采井开采中的重要技术难题。

TP110SS抗腐蚀特殊扣套管复合力试验焊接工艺

分析了TP110SS抗腐蚀特殊扣套管复合力试验的受力情况,指出焊缝质量对此试验的重要性,并研究了套管和堵头的焊接性,选择了合理的焊接工艺,保证了复合力试验的顺利进行。