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更新時間：2025.03.16
套管磨損與水泥環(huán)缺陷位置對套管應力的影響

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以APDL為開發(fā)工具建立有限元模型,系統(tǒng)研究了非均勻地應力場中套管內壁磨損位置與水泥環(huán)缺陷位置對套管應力的影響規(guī)律。以塔里木油田迪娜2井5000m井深處為實例進行分析,結果表明,在一定磨損程度下,套管內最大等效應力總是在最大地應力方位取得最小值,在最小地應力方位取得最大值,工程中假設磨損位置在最小地應力方位是偏于安全的;水泥環(huán)缺陷明顯改變了套管應力的分布規(guī)律,當套管磨損位置與水泥環(huán)缺陷位置角度相等時,套管內的應力最大,為最危險工況。

套管與水泥環(huán)內壓下熱彈塑性分析

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在一定的注汽壓力下,隨著熱蒸汽的注入,熱采井中套管與水泥環(huán)的溫度逐漸升高,特別是封隔器失效及注汽段處,套管與水泥環(huán)的溫度甚至可達350℃,產生的熱應力足以使水泥環(huán)發(fā)生塑性變形而失效。當水泥環(huán)降至初始溫度(注汽前)時,就會產生永久的塑性變形。文章運用彈塑性力學以及熱力學基本理論,建立了套管-水泥環(huán)耦合模型,分析了套管與水泥環(huán)的應力分布,推導了冷熱膨脹后水泥環(huán)內部的塑性變形方程,并以遼河油田常規(guī)注汽以及油井參數為例,借助Ansys及Matlab軟件確定各項參數,得出了不同隔熱方式下交界面處的微間隙值,為防套損及井下氣竄提供了理論依據。

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