深井超深井套管损坏机理与强度设计考虑因素

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1、第3l卷第2期石油钻采工艺V01．31No．22009年4月OILDRILLING&PR0DUCTIONTECHN0LOGYApr．2009文章编号：1000—7393(2009)02—0001—06深井超深井套管损坏机理与强度设计考虑因素廖华林管志川冯光通阎振来(1．中国石油大学石油工程学院，山东东营257061；2．胜利石油管理局钻井工艺研究院，山东东营257017)摘要：深井超深井开发过程中，套管损坏带来重大经济损失和安全隐患。分析了深井超深井套管损坏主要形式和损坏机理，主要包括轴向力引起的脱扣和失稳、非均布载荷产生挤毁破坏、剪切变形、螺纹密封失效、磨

2、损、腐蚀等。认为对于深井超深井套管，尤其是气井必须引入强度设计、密封设计、防腐蚀设计，需要从外载的计算、强度模型的选择、塑性岩石蠕动引起的载荷、技术套管磨损、温度效应、螺纹的密封性以及套管本身强度的选择等方面进行研究。建议采用安全系数和失效概率相结合的套管柱强度评价方法，进一步完善套管设计规范与标准。关键词：深井超深井；套管损坏；强度设计；套管磨损；腐蚀中图分类号：TE931．2文献标识码：ACasingfailuremechanismandstrengthdesignconsiderationsfordeepandultra—deepwellsLIAOHu

3、alin，GUANZhichuan，FENGGuangtong2，YANZhenlai(1．CollegeofPetroleumEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，Dongying257061，China；2．DrillingTechnologyResearchInstitute，ShengliPetroleumAdministration，Sinopec，Dongying257017，China)Abstract：Duringdeepandultra-deepwelldeveloping，casingsfailur

4、ehasbroughtgreateconomiclossandsafetyhazards．Cas-ingfailureformsandmechanismareanalyzed，whichmainlyincludesaxialforcecausingthreadofanddestabilization，non—uniformloadingresultingtocollapse，sheardeformation，threadlosingefectiveness，internalwallwearandcorruption．Whencompleteadeepandu

5、ltra—deepwellcasingprogram，especiallyagaswell，strengthdesign，threadsealingdesignandanticorrosiondesignareneededtointroduce．Meanwhile，manyfactorsincludingexternalloadings，casingstrengthmodelsselection，plasticrockcreepstress，intermediatecasingwear,temperatureefect，threadairtightabili

6、tyarenecessarilyconsidered．Thecoeficientofsafetydesignmethodissuggestedtocombinedfailureprobabilitymethodindeepandultra—deepwellcasingstrengthdesignandassessment．Thedomesticcasingcriteriaandstandardsareproposedtoimprove．Keywords：deepandultra—deepwell；casingfailure；casingstrengthdes

7、ign；casingwear；corrosion国内在深井超深井勘探开发过程中，钻井井下复腐蚀等事故时有发生，给油气井生产带来极大的困难杂事故多(失效超过10％)，周期长(一般超过1年)。及重大经济损失1,2~0分析了深井超深井套管损坏形由于井身结构复杂，套管层次多，井下工况存在较多式及机理，提出了套管设计应考虑的一些因素，以便的不确定性，套管脱扣、螺纹密度失效、磨损、挤毁和进一步改进完善深井超深井套管设计与评价。基金项目：863计划项目“超深井钻井技术研究”(2006AA06A19—2)资助。作者简介：廖华林，1974年生。1996年毕业于江汉石油学院钻井

8、工程专业，2005年获中国石油大学油气井工程博士学位