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《西南石油大学》 2011年
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API套管抗挤毁压力计算公式的适用性研究

贾平  
【摘要】:大量调研国内外文献的基础上,介绍了关于套管挤毁的国内外发展研究概况,随着深井、超深井和稠油热采井的发展,结合目前深井、超深井中套管的损坏情况和井下实际温度场环境,分析了研究温度对套管抗挤强度影响的重要性,在现行套管强度设计方法的基础上,提出了将温度因素考虑在内,运用API套管抗挤毁压力计算公式对套管抗挤强度进行设计的新思路。 通过对金属材料的塑性变形理论、屈服理论和温变形加工理论的研究,深入分析了温度对材料性能和组织的影响。结合井下实际温度场环境,制定了实验方案,在井下温度场范围内选取25℃、100℃、150℃、200℃、300℃五个温度点对材料性能进行研究。对J55钢在不同温度环境下进行动态拉伸数据实验,结果表明,J55钢的屈服强度随温度的升高总体呈下降趋势。 通过对API套管挤毁理论的研究,提出了将温度因素考虑在内的新的计算思路。虽然API套管挤毁理论已被广泛应用,但是该理论是在室温环境下建立的,应用在井下温度场环境下是否可靠,通过有限元方法对其进行了验证。以实验数据为依据,分别运用API套管抗挤毁压力计算公式和有限元分析方法对套管在井下温度场环境下的抗挤毁强度进行了计算,并将计算结果进行了对比分析。对比结果表明:1)选用的有限元分析方案的可靠性;2)现有的套管挤毁强度API分析方法,与井下温度场环境下套管实际挤毁强度不符,相差很大,在井下温度场范围内,最小值与常温下的挤毁强度相差10%以上;3)新的计算思路得出的结果,与在井下温度场环境下的套管实际挤毁强度随温度的变化趋势一致,但和实际套管挤毁强度还存在着一定的偏差,且随着温度的升高两者的差距呈增大趋势,但还不至于造成太大影响;4)将API套管抗挤毁压力计算公式应用与井下温度场环境时,针对于J55套管,具有一定的可靠性。
【学位授予单位】:西南石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TE931.2

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【参考文献】
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