高压气井射孔段套管强度安全性分析毕业论文.doc

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1、西安石油大学本科毕业设计（论文）高压气井射孔段套管强度安全性分析毕业论文目录第一章绪论11.1课题的意义11.2课题研究的背景11.3国内外研究现状21.3.1射孔套管抗外挤强度研究21.3.2射孔开裂套管承载能力研究41.3.3射孔套管布孔方式及剩余强度研究41.3.4套管射孔试验研究51.4毕业设计的主要内容51.5课题研究的方法61.6课题研究的理论依据6第二章套管损坏原因分析82.1地质因素82.1.1泥岩吸水蠕变和膨胀造成套管损坏92.1.2油层出砂造成套管损坏102.1.3岩层滑动造成套管损坏102.1.4断层活动造成套管损坏112.2工程技术因素122.2.1套管材

2、质的影响122.2.2固井质量的影响132.2.3井位部署问题对套管损坏的影响132.2.4射孔对套管损坏的影响132.3油气井开采方式的影响142.4套管质量好坏对套损的影响152.5对影响套管损坏因素的认识152.6预防套管损坏的措施和建议152.7本章小结16第三章套管挤毁压力计算分析173.1套管挤毁压力计算173.2套管挤毁压力计算公式推导183.2.1屈服强度挤毁压力公式推导183.2.2塑性挤毁压力公式推193.2.3弹性挤毁压力公式推导203.2.4弹塑性挤毁压力公式推导243.3套管抗内压强度公式及其推导263.4本章总结2763西安石油大学本科毕业设计（论文）

3、第四章射孔套管孔边应力集中系数分析284.1圆柱壳开孔的应力集中——非圆孔问题的一般解284.2射孔孔边应力集中系数分析314.3建表分析常用套管、射孔方案的孔边应力集中系数324.4本章小结33第五章射孔套管应力强度因子分析345.1权函数法345.2表面半椭圆裂纹的应力强度因子355.2.1参数和的确定365.3将射孔孔眼作为表面半椭圆裂纹分析应力强度因子375.3.1表面修正系数的确定385.3.2建表分析常用套管、射孔方案的孔边应力强度因子395.4本章小结40第六章射孔套管的剩余强度分析416.1无损套管受力分析416.2对套管射孔后孔附近应力状态研究426.3射孔开裂

4、套管剩余强度系数计算456.4计算结果分析466.4.1孔边裂纹一定时，射孔参数与套管剩余强度系数的关系466.4.2孔边裂纹与射孔套管剩余强度系数关系476.5结论分析486.6本章小结48第七章射孔段套管的强度安全性分析507.1射孔段套管安全性分析507.2优化射孔的建议51第八章结论53参考文献54致谢56附录一57套管外压实验台说明书57（1）设计任务：57（2）工作原理：57附录二59编程计算孔边应力集中系数、应力强度因子5963西安石油大学本科毕业设计（论文）第一章绪论射孔是一种油田工艺,是用专门的射孔枪将套管和水泥环以及部分射开，使井筒与地层联通，达到油气流入井筒

5、的目的。钻井完成时，需下套管注水泥将井壁固定住，然后下入射孔器，将套管、水泥环直至油(气)层射开，为油、气流入井筒内打开通道，称作射孔。1.1课题的意义在油气田开发中，造成油气井生产套管(以下简称套管)损坏的原因很多，其中射孔作业是主要原因之一。射孔会导致套管发生严重变形或破裂，使套管的强度受到较大影响。在地层错动、倾斜地层滑动、地质构造运动、岩石遇水膨胀蠕变、盐类地层遇水溶解、水泥固封不良、高压注水等情况下，井眼周围岩石对套管产生的挤压作用容易导致射孔套管发生塑性变形。分析造成这种情况的主要原因是，射孔时（特别是无枪身射孔）十几发甚至几十发射孔弹在一瞬间爆炸，产生了巨大的冲击波

6、作用在套管上，套管突然胀大，使套管在射孔井段中部或非射孔井段相交位置发生剧烈变形，特别是在射孔段上部或下部由于强烈应力集中，造成套管抗挤压强度降低，这样在地应力的作用下，易发生套管变形。而且，随着射孔弹药质量的增加、射孔密度加大、射孔弹不合理的排列和误射等,加剧了对套管的伤害程度。由于地质条件不同，井下受力状态复杂，拉、压、弯、扭应力综合作用于管体，这对套管本身的强度提出了较高的要求。一旦套管本身由于某种原因而损坏，可能导致整口井的减产，甚至报废。套管射孔后受力非常复杂，射孔段套管起着连接将油（气）输送到油管的作用，是维持油井运行的生命线，所以油（气）井射孔段套管强度安全性研究有

7、着十分重要的意义。1.2课题研究的背景63西安石油大学本科毕业设计（论文）70年代以来，我国油气田套管损坏现象也十分严重。据统计，到1998年底我国大庆、吉林、大港、华北、中原、江汉、新疆、玉门、胜利、四川及辽河等油气田套管损坏井数已达14000多口，其中大庆油田累计发现套损井8976口，占投产井数的16%以上；吉林油田累计套损井2861口，占投产井数的30%以上；中原油田已发现的套损井占23.3%；胜利油田累计套损井数3000多口，占投产井数的10%。并且各油田套损井数还有上升