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1、第31卷第1期石油学报Vol.31No.12010年1月ACTAPETROLEISINICAJan12010文章编号:0253O2697(2010)0120161204基于可靠性理论的套管失效风险评价方法1121,2廖华林管志川闫振来马广军(11中国石油大学石油工程学院山东东营257061;21中国石化胜利石油管理局钻井工艺研究院山东东营257017)摘要:针对套管几何参数、力学性能和外载存在随机性的特点,对传统套管安全系数设计与评价方法不足之处进行了分析。根据结构可靠性理论,建立了套管抗外挤强度和
2、抗内压强度的失效风险评价方法。采用Monte2Carlo随机抽样法,模拟出了套管强度的随机分布规律,得出了不同载荷条件下套管失效概率以及安全系数与套管失效概率之间的对应关系。研究表明,基于可靠性理论建立的套管失效风险评价方法,可对套管的安全可靠度进行定量评价。对于不同的套管类型和外载条件,安全系数相等,而失效概率并不相同。计算出的失效概率评价指标,可为传统安全系数的选取和外载条件不确定性情况下套管设计与评价提供依据。关键词:套管强度;可靠性理论;Monte2Carlo方法;失效概率;安全系数中图分类
3、号:TE826文献标识码:AAssessmentmethodofcasingfailureriskbasedonstructurereliabilitytheory1121,2LIAOHualinGUANZhichuanYANZhenlaiMAGuangjun(1.CollegeofPetroleumEngineering,ChinaUniversityofPetroleum,Dongying257061,China;2.ResearchInstituteofDrillingTechnology,S
4、inopecShengliPetroleumAdministrationBureau,Dongying257017,China)Abstract:Thegeometricparameters,mechanicalpropertiesandexternalloadingofcasinghavethestochasticproperty.Thedeficien2cyofthetraditionalmethodfordesignofcasingsafetyfactorswasanalyzed.Aneval
5、uationapproachofcasingreliabilityresistanttocasingcollapseandburststrengthwasestablishedaccordingtothestructuralreliabilitytheory.ThedistributionregularitiesofcasingstrengthweresimulatedbytheMonte2Carlorandomsamplingmethod.Theprobabilitiesofcasingfailu
6、reandthecorrespondencewithsafetyfactorsunderdifferentloadingconditionswerediscussed.Thestudyshowedthattheassessmentmethodofcasingfailureriskcouldbeusedtoquantitativelyevaluatecasingreliability.Forthedifferenttypesofcasingsandloadings,casingfailureproba
7、bili2tiesmaynotbeequivalentunderthesamesafetyfactors.Thefailureprobabilitytargetlevelcalculatedbytheestablishedreliabilitymethodcouldprovidefoundationsforselectionofsafetyfactorsaswellasdesignandevaluationofcasingunderuncertaintyloadingconditions.Keywo
8、rds:casingstrength;reliabilitytheory;Monte2Carlomethod;failureprobability;safetyfactor传统的套管强度设计与评价主要采用安全系数法险评价至关重要。笔者以最新发展的套管强度计算模[122]进行。事实上,套管外载与强度因生产工艺和技型为基础,根据结构可靠性理论和随机理论,建立了一术检测手段局限,套管外挤力、内压力、弯矩、温度和过种套管外挤强度和抗内压强度的失效风险评价方法。载等存在不确定性
