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1、第27卷第2期Vol.27No.2工程力学2010年2月Feb.2010ENGINEERINGMECHANICS250文章编号:1000-4750(2010)02-0250-07深井超深井内壁磨损套管剩余强度计算*111,21,2廖华林,管志川,马广军,冯光通(1.中国石油大学(华东)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:采用理论分析和有限元相结合的方法,给出了深井超深井套管磨损面积与磨损深度预测模型,以及均布外载条件下内壁磨损套管剩余抗外挤强度和抗内压强度的计算公式。将非均布载荷等效成均布载荷,给出了非均布外载条件下内壁磨损
2、套管剩余抗外挤强度计算公式。将建立的理论公式计算结果与现有实验数据进行了对比,二者较为吻合。建议在深井超深井套管柱强度设计与评价时考虑套管磨损和地层弹性参数的影响,同时开展不同类型磨损套管剩余强度实验研究,进一步验证理论计算结果的精度及适用条件。关键词:油气钻井;深井超深井;套管磨损;套管强度;非均布外载中图分类号:TB301;TE26文献标识码:AREMAININGSTRENGTHCALCULATIONOFINTERNALWALLWORNCASINGINDEEPANDULTRA-DEEPWELLS*111,21,2LIAOHua-lin,GUANZhi-chuan,MAGuang-jun
3、,FENGGuang-tong(1.CollegeofPetroleumEngineering,ChinaUniversityofPetroleum,Dongying,Shandong257061,China;2.DrillingTechnologyResearchInstitute,ShengliPetroleumAdministration,Sinopec,Dongying,Shandong257017,China)Abstract:Indrillingdeepandultra-deepwells,suchissueslikecasingwornarea,worndepth,remai
4、ningcollapsestrengthandburststrengthunderuniformloadingconditionsareofwidelyconcern.Bytheoreticalanalysisandfiniteelementmethod,asetofformulasonthecalculationofthosevaluesarepresented.Meanwhile,aformulaforcasingremainingcollapsestrengthundernon-uniformloadingconditionsisalsoestablishedbyconverting
5、anon-uniformloadingintoanequivalentuniformloading.Thestudyshowstheoreticalresultsagreewellwithpublishedtestdatum.Casingwearandformationelasticparametersshouldbeconsideredinthecasingstringsdesignandstrengthassessmentinanultra-deepwelldrilling.Atthesametime,moreexperimentsonworncasingstrengthevaluat
6、ionaresuggestedtoconductfordifferenttypesofcasingtoverifyapplicationsofthedevelopedtheoreticalformulas.Keywords:oilwelldrilling;deepandultra-deepwell;casingwear;casingstrength;non-uniformloading随着我国深井、超深井钻井的增多,钻进过程井、渤中13-1-12井、郝科1井、却勒1井、阳霞1中钻柱对技术套管内壁的磨损是深井钻井期间一井、乌深1井等10余口深井发生了套管磨损问题个不容忽视的问题。据不完全统计
7、,由于我国深井及破裂或挤毁事故。目前我国深井、超深井套管柱钻井井下复杂事故多(失效超过10%),周期长(一般强度设计与校核中,并未考虑套管磨损造成强度降[1―4]超过1年),已有英科1井、克参1井、东秋5井、低的问题。国内外学者采用有限元法和理论分[5―6]车古204井、崖城13-1-3井、渤海曹妃甸18-2-1析法对磨损套管剩余强度开展了相关研究,但————————————————收稿日期:2008-10-09;修改日