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套管钻井技术的出现使套管的工作环境更加恶劣，给套管的性能提出了新的要求，由交变载荷等动载引起的疲劳破坏成为套管失效的最常见形式之一。章对已有套管螺纹连接的疲劳研究进行了总结，然后在分析套管钻井作业过程中套管所受工况的基础上，指出了套管疲劳失效的常见部位及影响因素，提出了一种检测和控制套管疲劳失效的方法和措施，以期能够在套管的使用和操作方面对现场工程师有指导作用。     

油气井套管技术现状及发展方向

笔者对80年代后期以来有关油气井套管技术方面的文献进行了系统检索，并在分析、研究这些文献的基础上，分别从套管的材质、螺纹联接、套管柱力学分析、套管柱设计以及安全可靠性研究等方面较详细地介绍了国内外在套管技术领域的最新研究成果和应用现状，指出了用于深井、超深井、高酸性气井等新型管材产品的开发、新型特殊螺纹的开发、套管柱设计专家系统、套损机理及综合防治技术以及套管钻井技术等将成为油气井套管技术今后的重点发展方向。     

套管的随机可靠性设计方法

本文在分析了目前国内外各种套管设计方法的基础上,结合我国套管设计的现状和生产的实际 一种新的处理现场载荷变化和套管性能的方法。着重介绍了随机可靠性设计的基本原理、方法及随机可靠性分析方法和计算公式。     

储层压实引起套管失效的机理研究

套管失效问题是一个世界性的难题,严重影响了石油工业的经济效益。其典型失效形式包括套管腐蚀、径向变形、剪断等,失效原因包括油井水腐蚀、层间滑动引起的剪切作用和非均匀地应力作用等,其中油藏压实是诱发失效原因的主要因素之一。为了弄清油藏压实对套管损坏的影响规律,在对地层发生压实的原因、机理进行了研究的基础上,对地层压实引起的套管失效机理进行了详细分析,提出了预防或减少压实地层套管失效的对策,即提高套管设计水平,确定合理井身结构,维持合理注水压力,采用厚壁套管等。     

CAE技术在石油套管设计中的应用

用传统的方法对石油套管进行结构设计时，对一些重要的部位和因素难以考虑到，计算所得的应力和变形值的误差大，需采用较大的安全系数加以弥补。文章阐述了石油套管的主要失效形式和传统设计方法存在的问题，分析了位于井下工作的石油套管承受的载荷，提出以石油套管外径D、管壁厚度t、套管椭圆度e、钢的成分、制造质量、加工轧制工艺、热处理工艺．岩石水泥环材料参数、地层载荷、内压等因素为条件，用CAE数值仿真方法优化石油套管的最大屈服强度和结构设计参数，选定最佳设计方案。     

石油套管故障树的建立及定性分析

以套管失效为顶事件建立了石油套管的故障树。。通过对故障树的定性分析,得到了最小割集,确立了套管的主要失效形式为潜在损坏、套管挤毁、套管断裂及严重腐蚀,并提出了相应的改善措施。     

ERW直焊缝套管的开发和应用

介绍了ＥＲＷ石油套管的发展现状及使用情况。通过对我国近年来卷板轧制、管材制造及管加工等技术水平综合分析,认为,在我国建造ＥＲＷ石油套管５生产线是必要的、可行的、文章着重介绍了宝鸡石油铜管厂从美国ＰＭＣ公司蝗套管接箍生产线的工艺技术装备情况和该厂进行ＥＲＷ石油套管的研制开发、质量检测以及在各油田下井试验等方面情况。经过一系列性能指标的检测试验和油田实验应用,证明生产的ＥＲＷ表层套管、油层套管以及接箍     

深井超深井套管损坏机理与强度设计考虑因素

深井超深井开发过程中,套管损坏带来重大经济损失和安全隐患。分析了深井超深井套管损坏主要形式和损坏机理, 主要包括轴向力引起的脱扣和失稳、非均布载荷产生挤毁破坏、剪切变形、螺纹密封失效、磨损、腐蚀等。认为对于深井超深井 套管,尤其是气井必须引入强度设计、密封设计、防腐蚀设计,需要从外载的计算、强度模型的选择、塑性岩石蠕动引起的载荷、 技术套管磨损、温度效应、螺纹的密封性以及套管本身强度的选择等方面进行研究。建议采用安全系数和失效概率相结合的套 管柱强度评价方法,进一步完善套管设计规范与标准。     

高酸性气田套管柱安全可靠性评价方法研究

普光气田H2S和CO2含量高,属于高酸性气田,如何评价套管柱的安全可靠性、确保气田长期稳定开发成为关键问题之一。在分析载荷对套管作用机理的基础上,研究了套管载荷计算模型,并根据可靠性理论,将套管柱整体作为串联系统,结合酸性气田套管柱失效形式的分析,提出了套管柱单元及整体系统可靠度计算模型,建立了酸性气田套管柱安全可靠性评价方法。实例分析结果表明：P101-2H井开发初期套管柱系统安全可靠度为100%,证明了井身结构设计的合理性,经过10-20 a的开发,由于腐蚀、射孔、地层活动等因素造成套管强度减小,导致套管柱整体可靠度降低,存在发生失效的可能性。     

人工神经网络方法对油层套管射孔结果的预测

油层套管射孔开裂是石油套管应用过程中主要失效模式之一,是多年来一直未能很好解决的问题。在介绍人工神经网络方法的基本原理后,以油层套管射孔开裂为例概述了人工神经网络在油层套管失效模式判别及分类方面的应用。阐述了对油层套管射孔结果预测的三个步骤：第一,对影响油层套管射孔结果的多种理化性能指标进行分析并筛选出主要特征集合;第二,对典型样本进行有监督或无监督的学习训练;第三,利用学习结果对待判样本进行判别预测并提出使用建议。预测实例表明,人工神经网络方法是解决套管射孔开裂问题的一种有效措施。     

我国石化设备失效概率计算新方法

分析了国外石化设备可靠性数据库OREDA失效率的计算方法,提出了以OREDA数据库作为先验信息,以国内石化设备的现场可靠性数据作为抽样信息,利用泊松分布模拟石化设备失效过程.通过引入国内外数据修正系数,对常用失效率分析方法进行改进,得到了石化设备累计日历时间和累计运行时间下对应失效模式的平均失效率和标准差.结合实际压缩...     

基于分项系数法的套管实用可靠度设计方法

针对套管服役过程中几何尺寸、力学性能和所承受荷载作用随机性和时变性的特点,结合ISO2394、EN1990、GB50153等国内外结构可靠度设计统一标准,提出了一种基于分项系数方法的套管可靠度设计的实用方法。该方法依据固井水泥环固结前后套管荷载组合形式的差异性和套管强度的折减,将套管整个服役过程分为钻完井阶段和生产阶段,分别建立了上述2个阶段的套管强度设计极限状态方程。考虑荷载和强度的变异系数对套管设计值的影响,采用可靠度理论分别计算套管荷载和强度的分项系数,实现了套管服役期间的可靠度定量表述,可以有效预测套管在整个服役期间的安全可靠性能。计算结果表明:管材强度变异系数对设计结果的影响要远大于荷载变异系数,在设计时应注意选择性质稳定、强度变异系数小的管材。通过与SY/T5724的设计结果相比较,基于分项系数法的分阶段强度可靠度设计方法可以满足工程套管强度的实际需要。     

非均匀椭圆外载作用下套管的形变及修复

结合大港油田的实际情况,确立了在非均匀地应力作用下套管外部载荷的求解公式,建立了非线性有限元模型,借助ANSYS分析软件对套管在非均匀椭圆形外载作用下的变形和所受应力等情况进行分析研究。引入等效破坏载荷的概念,利用等效破坏载荷来衡量套管所承受的载荷大小,在分析套管破坏的基础上,进一步模拟分析其修复过程。     

套管强度余量试验研究

套管强度余量的研究,为经济、可靠地设计管柱提供了有力参考。为此,通过对近几年国产套管实物试验数据的统计,采用与API套管强度额定值相比较的方法,反映了套管实物存在强度余量。统计检验分析表明,国内主要套管生产厂的API套管强度性能趋于稳定并达到较高水平,存在高于API额定值的强度余量。对套管实物强度余量与API额定值强度比差的正态分布做了比较,分析了套管强度余量的主要影响因素——钢级和壁厚,为合理选择套管并发挥强度余量提供了依据。采用套管强度余量设计管柱时,应对该批套管进行全面的实物试验评价。     

基于可靠性理论的套管失效风险评价方法

针对套管几何参数、力学性能和外载存在随机性的特点,对传统套管安全系数设计与评价方法不足之处进行了分析。根据结构可靠性理论,建立了套管抗外挤强度和抗内压强度的失效风险评价方法。采用Monte-Carlo随机抽样法,模拟出了套管强度的随机分布规律,得出了不同载荷条件下套管失效概率以及安全系数与套管失效概率之间的对应关系。研究表明,基于可靠性理论建立的套管失效风险评价方法,可对套管的安全可靠度进行定量评价。对于不同的套管类型和外载条件,安全系数相等,而失效概率并不相同。计算出的失效概率评价指标,可为传统安全系数的选取和外载条件不确定性情况下套管设计与评价提供依据。     

复合盐膏层双层组合套管设计

通过统计,分析中原油田复合盐膏层的套损现状和损坏机理,根据双层组合套管在盐膏层段的受力特点,推导出双层组合套的设计方法。     

温米油田油水井套管损坏机理研究及防治

当今越来越多的强化采油措施使套管的工作环境不断恶化,所受的外载不断增加。现场实际情况表明,油水井投产后,套管承受的外载比完井时大的多,这是造成套管损坏的一个重要因素。因此,认真分析和研究套管损坏的各种因素和机理,改进套管设计方法,满足长期采油需要,是一个亟待解决的问题。     

MLS-10型泥线套管悬挂装置设计

泥线套管悬挂装置是海洋油气勘探开发中的一个重要单元装备。在分析国内外技术现状的基础上,详细阐述了MLS-10型泥线套管悬挂装置的总体结构、技术参数以及套管悬挂器、临时弃井防护帽、回接生产工具等关键部件。总结了MLS-10型泥线套管悬挂装置的技术特点,并介绍了生产制造及试验情况。该装置的设计开发加快了海洋泥线套管悬挂装置国产化的研制进程。