套管柱試壓規(guī)范

西南石油大學(xué)、塔里木油田公司等。 2100433B

郭小陽、宋周成等。

套管柱主要作用為保護、封隔各種復(fù)雜地層、穩(wěn)定井壁、建立油氣通道、安裝井口裝置等。套管是石油工業(yè)中使用數(shù)量最多的一種管材，它是通過螺紋連接成套管柱從而進行工作的。 套管柱主要包括套管頭、表層套管、技術(shù)套管、生產(chǎn)套管、下部結(jié)構(gòu)、尾管等等。

通過對國內(nèi)外油田的研究調(diào)查，套管損壞的主要形式有：變形、破裂、套管錯斷、腐蝕疲勞破漏等。分析表明，套管柱損害的主要原因有：

套管柱鉆井工程因素

鉆井因素主要包括鉆井工程設(shè)計和現(xiàn)場施工兩個因素，比如不合理的套管柱強度設(shè)計、井眼曲率過大（曲率半徑太?。┦沟锰坠苤诰滤惺艿膹澢鷳?yīng)力過大等。

套管柱井下作業(yè)因素

井下作業(yè)因素主要包括采油和試油過程中井管內(nèi)過度掏空，酸化、壓裂、射孔、修井、打撈以及反復(fù)測井過程中導(dǎo)致套管損壞、深井氣舉措施不合理，加密井與注水井注水壓力過大等。

套管柱固井工程因素

固井工程因素包括施工、固井設(shè)計和檢測三個方面，比如套管在井口的固定方式不合理、固井的質(zhì)量不合格、選擇的完井方式不是最佳、套管下入過程中受到機械磨損、不合理的注水泥相關(guān)設(shè)計等，導(dǎo)致已被封固的套管柱受到的很大外擠壓力，以致套管損壞。

套管柱地質(zhì)因素

地質(zhì)因素主要包括油層出砂、泥頁巖膨脹、巖鹽層蠕變、地層構(gòu)造應(yīng)力的釋放、地應(yīng)力場失去原有的地層壓力平衡等。

套管柱套管質(zhì)量因素

套管的質(zhì)量因素主要是指套管在出廠時質(zhì)量就存在機械制造缺陷而不合格，以及在套管擺放、運輸、下井過程中等產(chǎn)生的機械損壞等。如果將套管質(zhì)量存在問題的套管下入井中，套管柱將在內(nèi)壓力、軸向拉伸載荷、彎曲附加載荷、外擠壓力等各種外力的共同作用下產(chǎn)生破壞而失效。

套管柱腐蝕疲勞因素

套管柱注水注氣因素

稠油過程熱采以及調(diào)整井高壓注氣注水，斷層修復(fù)或錯動，泥巖的水化膨脹導(dǎo)致套管受到非常大的外壓力而使得套管損傷。

套管柱套管抗擠強度

套管抗擠強度是套管在外擠壓力下破壞應(yīng)力的大小。套管受外擠壓力破壞和縱向壓桿的不穩(wěn)定破壞相似，也是一種不穩(wěn)定變形破壞。目前根據(jù)徑厚比（套管外徑與壁厚的比值）不同，可分為失穩(wěn)破壞與強度破壞兩種形式。徑厚比較大時屬于失穩(wěn)破壞；徑厚比較小時屬于強度破壞。根據(jù)現(xiàn)有套管尺寸，大部分套管屬于失穩(wěn)破壞。不同鋼級、直徑、壁厚的套管抗擠強度的大小，可以查閱有關(guān)手冊。

套管柱套管抗拉強度

套管柱通常是用接箍把套管連接而成，在確定套管抗拉強度時，一方面要考慮套管本體的強度，另一方面要考慮絲扣部分的連接強度。絲扣連接強度隨絲扣類型而變化，一般圓形絲扣連接強度小于套管管體強度，梯形絲扣連接強度多數(shù)情況下大于管體強度。各類套管管體抗拉強度和絲扣連接強度值可以查閱有關(guān)手冊。

套管柱套管抗內(nèi)壓強度

套管在內(nèi)壓力作用下鋼材達到屈服極限時的內(nèi)壓力。套管多數(shù)屬薄壁管，其抗內(nèi)壓強度可采用薄壁管公式計算。各類套管抗內(nèi)壓強度可以查閱有關(guān)手冊。