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1、套管強度校核方法套管柱的組成由不同強度的套管段組成原因：套管受到各種類型外力作用，須具有一定強度。外載大小、類型不同，所需的強度要求也不同，須有一系列不同尺寸、不同強度的套管。即套管系列。套管柱的主要功能抗擠抗拉抗內(nèi)壓密封徑向內(nèi)壓力：管內(nèi)流體壓力壓裂作業(yè)等增產(chǎn)措施時的壓力有效內(nèi)壓力確定井口內(nèi)壓力的三種方法是：1）井口防噴裝置（防噴器及壓井管線等）許用最高壓力。2）套管鞋處附近地層破裂壓力所決定的許用井口壓力。3）下部高壓油氣噴出時可能出現(xiàn)的井口內(nèi)壓力。對于油層套管，分油井與氣井采用不同的計算方法。以下是關于
2、油層套管內(nèi)壓力的計算方法之一。對于油井，認為采油初期，產(chǎn)層壓力較高，井口有內(nèi)壓力作用于套管，套管的內(nèi)壓力為井口內(nèi)壓力與原油的液柱壓力之和對于氣井，井口也有內(nèi)壓力作用于套管?？紤]氣體自重及其壓縮性后，套管內(nèi)任意深度處的內(nèi)壓力3.軸向拉力一般情況下，套管柱在入井過程中（即下套管過程中）承受的拉力最大。這時，除了套管柱的自重外，還有上提下放時的動載、上提時彎曲井段處的阻力、或者是遇卡上提時多提的拉力等附加拉力。在計算時，一般只計算套管的自重，將動載、遇卡上提多提的拉力等附加拉力用設計安全系數(shù)考慮，或以其它方式考慮
3、。套管柱一般是由幾段套管組成。在計算套管自重所產(chǎn)生的軸向拉力時，通常需要計算的是各段套管頂、底端的軸向拉力。顯然，某段套管頂端的拉力即是其上面一段套管底端的拉力，其底端的拉力即是其下面一端套管頂端的拉力。軸向拉力：自重浮力彎曲附加拉力W軸向拉力計算方法：當不考慮鉆井液的浮力時，計算的是套管在空氣中的重量；當考慮鉆井液的浮力時，計算的是套管在鉆井液中的重量，常簡稱為浮重。一般可用臺階法和浮力系數(shù)法計算。二、套管強度對所用套管系列的統(tǒng)一規(guī)定，叫套管規(guī)范。規(guī)定了套管生產(chǎn)的尺寸、鋼級、壁厚、連接方式等；目前一般使用
4、的美國API套管規(guī)范。1、套管基本參數(shù)套管的基本參數(shù)為套管尺寸、套管壁厚（或單位長度名義重量）、螺紋類型與套管鋼級。（1）套管尺寸（又叫名義外徑或公稱直徑）本體外徑4-1/2,5,5-1/2,6-5/8,7,7-5/8,8-5/8,9-5/8,10-3/4,11-3/4,16,28-5/8,20,30....套管尺寸的選擇與鉆頭尺寸相配合?。?）套管壁厚與套管單位長度名義重量套管壁厚指的是套管本體處套管壁的厚度，套管壁厚有時又稱為套管名義壁厚。套管壁厚也已標準系列化套管單位長度名義重量又稱為套管公稱重量，指
5、的是包括接箍在內(nèi)的、套管單位長度上的平均重量套管壁厚、套管單位長度名義重量二者是直接相關的（3）螺紋類型套管螺紋及螺紋連接是套管質(zhì)量的關鍵所在，與套管的強度和密封性能密切相關。API標準的螺紋類型有4種：短圓螺紋（英文縮寫STC）長圓螺紋（英文縮寫LTC）梯形螺紋（英文縮寫B(tài)TC）直連型螺紋（英文縮寫XL，用于無接箍套管）（4）套管鋼級API鋼級有10種：H,J,K,N,C,L,P,Q,X.非標準的鋼級，也較廣泛使用，如NKK,S,SS,V等。API規(guī)定鋼級代號后面的數(shù)字乘1000PSi(6894.8Pa)
6、即為該鋼材的最小屈服強度。如:N-80---->80*1000Psi但也有個別例外:S-80----->55Kpsi；SS-95---->80Kpsi套管鋼材的抗硫能力：有抗硫能力的套管鋼級H-40,J-55,K-55,X-52,C-75,L-80,C-90套管強度系列：套管外徑1外徑2…...鋼級…...壁厚…...扣型…...強度…...強度系列三、套管柱強度設計1、套管柱強度設計方法目前套管柱強度設計中所采用的方法基本上均是安全系數(shù)法，即要求：套管強度／外載≥設計安全系數(shù)設計安全系數(shù)確定：與外載和強度
7、相對應，也有三種：抗擠設計安全系數(shù)、抗內(nèi)壓設計安全系數(shù)、抗拉設計安全系數(shù)。套管類型抗擠設計安全系數(shù)Sc抗內(nèi)壓設計安全系數(shù)Sb抗拉設計安全系數(shù)St表層套管1.0～1.11.1～1.21.6～1.8技術套管1.0～1.1251.1～1.331.6～2.0生產(chǎn)套管1.0～1.21.1～1.41.6～1.9（a）（b）（c）套管柱強度設計示意圖（a）抗擠設計（b）抗拉設計（c）復合套管柱1——外載2——設計外載3——套管強度如果是表層套管或是油層套管，或是需要按全掏空考慮的技術套管，由于有效外壓力的分布與上不一樣（
8、井底最大；井口最小，為零），因此套管柱的設計結(jié)果會不一樣。即是說，由于套管柱類型不同、地層情況不同、井的生產(chǎn)工藝不同，套管柱的受力情況不一樣，因此套管柱的設計結(jié)果會不一樣。由于受力情況不一樣，還可采用不同的設計步驟，以使設計更快捷。技術套管柱設計一般步驟： 外載按以下條件計算：有效外壓力按非全掏空情況，有效內(nèi)壓力按井口內(nèi)壓力為套管鞋處附近地層破裂壓力所決定的許用井口壓力情況，軸向拉力計算考慮鉆井液浮力。掌握已知條
