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更新時(shí)間：2025.06.01
套管磨損與水泥環(huán)缺陷位置對(duì)套管應(yīng)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(yīng)力場(chǎng)中套管內(nèi)壁磨損位置與水泥環(huán)缺陷位置對(duì)套管應(yīng)力的影響規(guī)律。以塔里木油田迪娜2井5000m井深處為實(shí)例進(jìn)行分析,結(jié)果表明,在一定磨損程度下,套管內(nèi)最大等效應(yīng)力總是在最大地應(yīng)力方位取得最小值,在最小地應(yīng)力方位取得最大值,工程中假設(shè)磨損位置在最小地應(yīng)力方位是偏于安全的;水泥環(huán)缺陷明顯改變了套管應(yīng)力的分布規(guī)律,當(dāng)套管磨損位置與水泥環(huán)缺陷位置角度相等時(shí),套管內(nèi)的應(yīng)力最大,為最危險(xiǎn)工況。

套管水泥環(huán)剛度與強(qiáng)度對(duì)抗擠性能影響分析

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油氣井固井水泥環(huán)的作用就是減小和改善套管的受力狀況,延長(zhǎng)套管的使用壽命。套管水泥環(huán)組合體在一定的外擠壓力作用下,均有可能進(jìn)入屈服狀態(tài)或發(fā)生強(qiáng)度破壞,而水泥環(huán)彈性模量、泊松比及其幾何參數(shù)均表現(xiàn)為組合體剛度對(duì)抗擠性能的影響,所以在套管抗擠性能分析中,應(yīng)該同時(shí)考慮組合體剛度以及套管、水泥環(huán)的強(qiáng)度對(duì)組合體抗擠性能的影響。文章根據(jù)厚壁筒彈塑性力學(xué)理論,建立了組合體剛度以及套管、水泥環(huán)強(qiáng)度對(duì)抗擠性能影響的控制方程,揭示了套管、水泥環(huán)強(qiáng)度及組合體剛度對(duì)抗擠性能的影響規(guī)律,得到套管水泥環(huán)組合體抗擠性能控制圖。在均勻外擠壓力作用下,套管、水泥環(huán)的強(qiáng)度將確定組合體抗擠性能的剛度控制區(qū),在組合體剛度控制區(qū)內(nèi),水泥環(huán)對(duì)套管抗擠強(qiáng)度的提高程度取決于組合體剛度控制線斜率,在套管鋼級(jí)和壁厚一定條件下,提高水泥環(huán)材料彈性模量,增大組合體剛度控制線斜率,可以提高套管水泥環(huán)組合體的抗擠性能。

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