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热采井外加厚套管受力分析

叶延胜  
【摘要】: 目前我国稠油开采时由于注入的蒸汽温度高、压力大,套管柱承受热应力高等因素的影响,造成油井套管损坏严重,停产井增多。因此,我们通过室内实验研究、理论及数值模拟计算分析,开展了套管损坏及套管受力和强度分析、注蒸汽井的温度场和应力场数值模拟、套管壁厚变化对套管柱应力的影响等研究。通过实际资料总结、数值计算和理论分析,最终得出:非均匀载荷作用是引起套管挤毁的主要原因之一;降低隔热管视导热系数可以有效地保护套管不发生热强度破坏;在隔热管接头区附近的温度场明显高于管体的均匀温度;套管有效应力值与壁厚尺寸及套管内压等有关,加厚套管的有效应力小于普通套管,抗挤毁能力明显提高,具有更好的承载能力。内压在25 MPa以下,随着套管内压的增高,普通套管和加厚套管有效应力随内压升高而降低。内压大于30MPa以上,随着套管内压的增加,普通套管和加厚套管有效应力都随内压升高而增加。对内压变化较大的油井,加厚套管具有更好的承载能力等结论。以上结论为设计、实验、开发出新型外加厚复合套管及管串附件,建立超稠油热采井外加厚复合套管设计方法及编制设计软件提供理论依据。


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