特殊通径抗硫化物应力腐蚀及抗挤毁套管的研发

分析了影响套管抗硫化物应力腐蚀(SSC)性能和抗挤毁性能的主要因素,指出抗SSC性能主要受材料组织结构、化学成分、硬度和强度、夹杂物等因素影响;抗挤毁性能主要受管体几何尺寸和力学性能的影响。介绍了一种特殊通径抗SSC及抗挤毁套管的研制过程及主要工序控制。经检验:生产的套管夹杂物少,力学性能稳定,尺寸精度高,满足特殊通径、抗SSC及抗挤毁套管的综合性能需求。     

套管的残余应力对抗挤毁强度的影响

运用弹性力学理论,建立石油套管的力学模型,通过理论和有限元计算,得到残余应力与石油套管抗挤毁强度之间的关系.研究表明残余应力在很大程度上影响着石油套管的抗挤毁强度,当切向残余应力存在时,适当的压应力明显有利于提高石油套管的抗挤毁强度,而拉应力的存在会显著降低石油套管的抗挤毁强度;当石油套管上存在轴向残余应力时,拉应力使石油套管的抗挤毁强度降低,而压应力使石油套管的抗挤毁强度有所提高;非均匀分布挤压载荷对石油套管抗挤毁强度的影响同均匀分布载荷相似.因此,为了提高石油套管的抗挤毁强度,应根据管体的受力状态,使石油套管的管体上产生最佳的残余应力,提高石油套管的抗挤毁强度,延长使用寿命.     

SEW高抗挤套管抗外压挤毁性能研究

研究了80~125钢级SEW高抗挤套管的材料性能、尺寸精度、残余应力和抗外压挤毁性能。研究结果表明:屈服强度是影响SEW高抗挤套管抗挤强度的决定性因素,径壁比、外径不圆度、壁厚不均度和残余应力是影响SEW高抗挤套管抗挤强度的主要因素;提高套管的屈服强度和尺寸精度,减小径壁比,降低残余应力均可提高套管的抗外压挤毁性能。     

套管射孔后抗挤强度有限元分析

针对目前等效应力准则已不适合衡量射孔套管抗挤强度的情况,采用非线性屈曲方法,建立Ф177.8mm×10.36 mm 895.7 MPa钢级射孔套管三维有限元模型,对比套管射孔前后的挤毁规律,分析孔径、布孔密度及相位角变化对射孔套管射孔抗挤强度的影响。分析认为:套管的径向位移随着载荷的增加呈非线性增加;孔径变化对射孔套管抗挤强度有较大的影响,随孔径增大而降低;孔密变化对射孔套管抗挤强度有一定影响,随孔密增大而略微降低;相位角变化对射孔套管抗挤强度影响不明显。     

Φ114.3 mm×8.56 mm 140V套管抗外挤能力研究

针对石油套管抗外挤能力计算这一热点问题,选取10支Φ114.3 mm×8.56 mm 140V套管进行几何尺寸和机械性能检测,并通过挤毁试验得到其抗挤强度;在考虑几何缺陷和实际力学性能的情况下,建立计算套管抗挤强度的有限元模型,对比模拟结果、理论计算结果及试验结果表明：模拟结果与试验结果相近,偏差-0.77%～+7.0%,而理论计算结果误差较大,偏差23.84%～37.56%。该有限元模型还可用来分析壁厚不均度和椭圆度对该规格套管抗挤强度的影响。     

套管抗挤特性及高抗挤套管——《油套管标准研究、油套管失效分析及典型案例》(4)

简要介绍了套管的抗挤特性与生产开发期中损坏的关系及其主要影响因素,指出套管抗挤毁特性除与钢管本身的屈服强度、残余应力以及直径/壁厚比值、椭圆度、壁厚偏差等几何因素有关外,还与外载荷条件有关,因此在设计管柱时,若使用高抗挤套管,还应考虑外载条件,尤其是盐岩、普岩地层的不均匀蠕变。不能把实际管子的挤毁压力比API Bull 5C2高或者高25%～30%,就笼统称其为高抗挤套管。     

超高强度套管TP165V开发及蠕变应力分析

针对蠕变地层用套管套损问题,设计开发一种新型超高强度套管,套管钢级达到165 ksi,横向冲击值不低于55 J,纵向冲击值不低于70 J,套管抗挤毁强度超过182 MPa。采用有限元方法分析套管受到的蠕变应力和弹性应力。试验表明套管极限抗挤毁强度超过200 MPa;以中原油田产层最大地应力约50 MPa为例,套管实际抗挤毁强度达到最大地层压力4倍。研究发现套管弹性应力和蠕变应力随着两向地应力差异增加而增加,且蠕变应力增加幅度高于弹性应力;当盐膏层被溶解产生孔洞后,胶结面处应力先增加后减小,最后趋于稳定。     

国产高抗挤套管残余应力初探

残余应力是影响套管挤毁抗力的主要因素之一,选择适当的热矫直工艺将降低残余应力,提高套管的抗挤性能。通过对国产244．5mm×11．99mmTP110T高抗挤套管残余应力的分析测试,研究了残余应力的产生过程、测量和控制方法,探讨了残余应力对挤毁压力的影响。     

新型SEW-80TT高抗挤套管的性能试验研究

从显微组织、残余应力、拉伸和冲击性能、外压挤毁性能、沟槽腐蚀性能等方面,分析研究了采用SEW(高频焊接+热张力减径)工艺开发的SEW-80TT高抗挤套管的性能。结果表明:SEW-80TT高抗挤套管的抗挤强度超过Q/SY1394—2011标准中HC2等级要求的12.4%,比APITR5C3—2008标准要求的高41.6%,残余应力小于100MPa;屈服强度大于685MPa;母材和焊缝冲击功分别大于126J和118J,且焊缝沟槽腐蚀不敏感。SEW-80TT高抗挤套管具有良好的抗挤毁性能和综合力学性能。     

套管挤毁试验水下应变测试方法的研究

套管挤毁失效是套管的主要失效形式之一,采用在套管外壁粘贴应变片的方式,可研究套管挤毁失效过程中的应变变化情况。介绍了一种套管挤毁试验水下应变的测试方法,该方法解决了在高压水下应变片的绝缘防护、导线引出高压容器的密封等问题,可成功地检测套管外壁的应变随外压变化的规律,对研究套管的挤毁机理,具有一定的参考价值。