石油工程課程設(shè)計套管柱及其強度設(shè)計.ppt

1,石油工程設(shè)計 固井工程設(shè)計,楊明合 石油工程學院,2,一、套管的類型及其性能 二、套管柱的載荷分析及套管強度 三、套管柱強度設(shè)計 四、注水泥工藝,3,一、套管的類型及其性能,1、基本概念 油井套管是優(yōu)質(zhì)鋼材制成的無縫管或焊接管，兩端均加工有錐形螺紋。 大多數(shù)的套管是用套管接箍連接組成套管柱。 表征套管的主要特性參數(shù)有套管尺寸、鋼級和壁厚。 （API SPEC 5A：C75、C95、P110的套管只能用無縫管制造）,4,1、基本概念,（1）套管的尺寸 （又稱名義外徑、公稱直徑等）是指套管本體的外徑，實際上套管尺寸已經(jīng)標準化了。 套管尺寸的確定是井身結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要內(nèi)容之一，前面已經(jīng)介紹過。,5,1、基本概念,（2）套管的鋼級 API標準規(guī)定套管本體的鋼材應達到規(guī)定的強度，用鋼級表示。 套管鋼級由字母及其后面的數(shù)碼組成，字母沒有特殊含義，但數(shù)碼代表套管的強度。, API對套管進行了相應的分級（H、J、K、N、C、L、P、Q八種共十級）即： H40、J55、K55、C75、L80、N80、C90、C95、P110和Q125，前6種類型為抗硫的，其余為非抗硫的。,6,1、基本概念,API套管規(guī)范及強度(5寸套管)甲方鉆井手冊P192,7,1、基本概念,值得注意的是： API規(guī)定，鋼級代號后面的數(shù)值乘以1000，即為套管（以kpsi為單位）的最小屈服強度。這一規(guī)定除了極少數(shù)例外，也適應于非API 標準的套管。（1MPa=145.04psi；psi：磅/英寸2） 只有屈服強度 對H2S提敏感的，但對CO2則影響很小，可以數(shù)年內(nèi)不破壞，而在H2S鹽的環(huán)境中會在一小時內(nèi)破壞。,API套管規(guī)范及強度(5寸套管),8,1、基本概念,（3）套管的壁厚 是指套管本體處管體的厚度，又稱為套管名義壁厚。 套管的壁厚也已經(jīng)標準化了。和套管壁厚直接相關(guān)聯(lián)的就是套管的名義質(zhì)量（或名義重量），指定是套管單位長度的質(zhì)量（或重量）。,API套管規(guī)范及強度(5寸套管),9,2、套管的聯(lián)接,套管柱通常都是由同一外徑、相同（或不同）鋼級、壁厚的套管用接箍聯(lián)接組成的。 聯(lián)接是由螺紋來實現(xiàn)的，螺紋聯(lián)接是套管質(zhì)量和強度檢驗的重點。 套管螺紋都是錐形螺紋，在API規(guī)范中分為五大類。前四類屬API 標準，第五類系非API標準。,10,二、套管柱的載荷分析及套管強度,套管柱: （1）在入井、注水泥以及以后生產(chǎn)的不同時期，套管柱的受力也是不斷變化的。 （2）在不同的地層和地質(zhì)條件下，套管柱所承受的外載荷也是不同的。 如在井下的鹽巖層對套管柱的壓力梯度則要按上覆巖石的壓力梯度計算；在酸化壓裂時承受的內(nèi)壓力與正常采油時的壓力就不同；在易坍塌油層生前的前、中、后期對套管柱的外擠壓力也不盡相同。 經(jīng)過長期的生產(chǎn)實踐證明，雖套管柱的受力復雜，但是影響套管柱的基本載荷主要有以下幾種： 軸向載荷；外擠壓力；內(nèi)壓力。 其它載荷如套管彎曲載荷、振動載荷等都考慮到安全系數(shù)中去了。,11,1、軸向載荷及套管的抗拉強度,（1）軸向載荷種類 自重產(chǎn)生的軸向拉力，是軸向應力產(chǎn)生的基本原因。在井口最大。教材P258 式77 API標準中套管的強度值是沒有考慮彎曲應力的影響的，對于井眼上存在大的斜度或狗腿時，這樣由于彎曲的影響就增大了套管的軸向拉力。特別是在靠近扣處易形成裂縫損壞，故應給予考慮。 教材P259 式710 在深井或超井的注水泥過程中，由于注水泥漿量較大，故在水泥還未返出套鞋處時，將對套管柱產(chǎn)生一較大的附加軸向應力。教材 P259 式711 其它的附加力。摩擦力一般認為是與浮力相抵消的。而剩余的力由于計算復雜，有時難以預料，故一般用安全系數(shù)來進行考慮。,12,1、軸向載荷及套管的抗拉強度,（1）軸向載荷種類,實際設(shè)計中，一般不考慮浮力對軸向載荷的作用，則設(shè)計結(jié)果偏于安全。 但在計算精度要求較高的情況下（如高溫高壓井），為了更好的發(fā)揮管材強度性能，此時往往不能簡單的給予忽略。,13,1、軸向載荷及套管的抗拉強度,（2）軸向載荷下套管抗拉強度 目前我國現(xiàn)場中所用的套管絕大多數(shù)為API標準圓扣套管：扣為V型，扣根與扣尖為圓孤形。 從API的套管抗拉強度試驗和現(xiàn)場的實際可以看出，絕大部分套管的破壞形式是滑扣，特別是對于圓螺紋，本體拉斷的情況要比滑扣情況少的多。 所以一般在設(shè)計中，除了考慮套管的屈服強度外，還要考慮套管絲扣的連接強度。 值得注意的是，在軸向載荷下，不僅存在連接強度的問題，而且還由于雙軸應力效應對抗內(nèi)壓、抗外壓強度都有影響，同時對套管絲扣的密封也有直接的影響。,14,2、外擠壓載荷及套管的抗擠強度,（1）外擠載荷種類 （假設(shè)管外水泥沒有凝固，管外是鉆井液）,一般情況下，外擠載荷按最危險的情況考慮，即按套管內(nèi)全部掏空來計算套管承受的外擠載荷。,15,2、外擠壓載荷及套管的抗擠強度,套管內(nèi)全掏空,套管內(nèi)載荷,套管外載荷,有效載荷,套管內(nèi)液面,井身結(jié)構(gòu),16,2、外擠壓載荷及套管的抗擠強度,（2）套管的API抗擠強度 抗外擠強度是指擠毀套管試件需要的最大外擠壓力。套管受外擠作用時，其破壞形式主要是喪失穩(wěn)定性而不是強度破壞。 失穩(wěn)后的套管被擠扁（輕者）或破裂，使鉆頭或其它井下工作不能通過，地層封隔遭到破壞，將被迫停鉆或停產(chǎn)，套管損壞嚴重者油氣井報廢。 套管抗擠強度取決于材料性能、橫截面的幾何形狀和套管所承受負荷的狀況。理論分析和實驗研究表明， 套管徑厚比d / （外徑/壁厚）較大時：失穩(wěn)破壞； 當套管徑厚比較?。禾坠軐l(fā)生強度破壞。,圖3-8-2-3 套管截面的擠毀,17,2、外擠壓載荷及套管的抗擠強度,（2）套管的API抗擠強度 API 5C3通告詳細敘述了測定套管抗外擠強度的程序（軸向應力為0 ） 。 在外擠壓力作用下，套管斷面可能發(fā)生三種擠壓或彎曲形式：彈性擠壓、塑性擠壓和臨界強度擠壓。三種擠壓形式的轉(zhuǎn)化受管體幾何形狀和材料性能的制約。如圖所示。,針對以上對抗外擠強度形式的分析，API提出了四種計算套管擠壓公式：彈性擠壓、塑性過渡擠壓、塑性擠壓和屈服擠壓。,18,19,2、外擠壓載荷及套管的抗擠強度,（3）有軸向載荷時的套管抗擠強度 在實際的情況中，套管的軸向載荷是不為零的。從套管的應力分析基礎(chǔ)出發(fā)，實際上套管的受力是三維的。,s套管的屈服強度,20,2、外擠壓載荷及套管的抗擠強度,周向載荷,內(nèi)壓強度,外擠強度,無軸向載荷時：套管的抗外擠（內(nèi)壓）強度為一常數(shù)（表現(xiàn)為圓形）。,有軸向載荷時：套管的抗外擠（內(nèi)壓）強度受軸向外載荷影響（表現(xiàn)為橢圓形） 。,雙軸應力橢圓：軸向載荷對套管抗外擠強度的影響,21,2、外擠壓載荷及套管的抗擠強度,22,2、外擠壓載荷及套管的抗擠強度,計算實例,23,3、內(nèi)壓載荷及套管的抗內(nèi)壓強度,（1）內(nèi)壓載荷 （假設(shè)管外的水泥已凝固，管外的壓力用地層流體計算） 內(nèi)壓力的來源：地層流體進入套管產(chǎn)生壓力；生產(chǎn)中的特殊作業(yè)（注水、壓裂）時的壓力。 內(nèi)壓力的確定：在老區(qū)可以參考鄰近的資料，但在新區(qū)，內(nèi)壓少就很難確定。當井口開時，內(nèi)壓力易于計算，且數(shù)值較小，但當井涌關(guān)井時則內(nèi)壓力就顯的十分突出。 井的深淺對內(nèi)壓力的影響：當井較淺時，內(nèi)壓力是比較小的。且一般的套管內(nèi)壓強度抗外擠強度，故設(shè)計中問題不明顯。但隨著井深的增加，內(nèi)壓問題就很突出，有時甚至超過了抗外擠。,24,3、內(nèi)壓載荷及套管的抗內(nèi)壓強度,25,3、內(nèi)壓載荷及套管的抗內(nèi)壓強度,井底的壓力： 套管內(nèi)有效內(nèi)壓載荷： 井口有效內(nèi)壓載荷： 井底有效內(nèi)壓載荷：,等于管內(nèi)的減去管外的地層流體壓力,在實際的計算時，一般是按套管全部掏空的情況考慮的。,式中：PB井底壓力，MPa；Pio井口壓力，MPa； d鉆井液密度，g/cm3；p地層流體密度，g/cm3；,26,3、內(nèi)壓載荷及套管的抗內(nèi)壓強度,套管內(nèi)全掏空,套管內(nèi)載荷,套管外載荷,有效載荷,套管內(nèi)液面,井身結(jié)構(gòu),27,3、內(nèi)壓載荷及套管的抗內(nèi)壓強度,套管內(nèi)部分掏空,套管內(nèi)載荷,套管外載荷,有效載荷,套管內(nèi)液面,井底,井身結(jié)構(gòu),28,3、內(nèi)壓載荷及套管的抗內(nèi)壓強度,生產(chǎn)套管內(nèi)壓力計算則與其它不同。其與完井方式有關(guān)。典型的完井方式如下圖。在油井的生產(chǎn)初期，油管接頭螺紋產(chǎn)生漏氣，氣泡由裂縫進入油管和生產(chǎn)套管之間的環(huán)形空間，在封閉的情況下，氣泡上升到井口，但氣泡仍然保持原有的壓力，那么,29,3、內(nèi)壓載荷及套管的抗內(nèi)壓強度,（2）套管抗內(nèi)壓強度,30,3、內(nèi)壓載荷及套管的抗內(nèi)壓強度,計算實例,31,4、套管柱強度設(shè)計,4.1、套管強度設(shè)計的原則 總的原則：在最經(jīng)濟的條件下使井眼得到可靠的保護。 這個設(shè)計不但要能保證在鉆進時的安全性，更要能保證在整個油井使用期間的安全性。從這二點來講，套管的設(shè)計是相當復雜的一個工作。 對開發(fā)井，可以設(shè)計出成本最低的套管柱（以成本優(yōu)先）； 對勘探井，則往往需按最大估算應力來設(shè)計（安全為主）。 總之，安全的保障越大，那么費用就越高的，因為這個費用大約占總費用20%左右。,32,4.1、套管強度設(shè)計的原則,（1）能滿足鉆井作業(yè)、油氣層開發(fā)和產(chǎn)層改造的需要。 鉆進：不同壓力層的隔離，異常壓力段，坍塌地層等； 油氣層的開發(fā)：地層壓力隨開采的變化，及巖層的蠕變等； 產(chǎn)層的改造：注水、注氣等導致的壓力和溫度的變化等等。 （2）在承受外載時應有一定的儲備能力。 由于外載的計算復雜、困難，有時難以計算，故在設(shè)計中為了應付各種可能出現(xiàn)的復雜情況，在設(shè)計時必須留有一定的儲備能力，如安全系數(shù)的選擇。（開發(fā)井和勘探井就不同）,具體的原則有三點,33,4.1、套管強度設(shè)計的原則,（3）經(jīng)濟性要好。 由于總的原則的限制，故為了節(jié)約成本，往往需要考慮不同鋼級、不同壁厚套管的組合設(shè)計?，F(xiàn)場一般多為23種鋼級，壁厚也宜選用23種，不能過多。,具體的原則有三點,34,4.2、常用的設(shè)計方法,常規(guī)的方法是自下而上分段設(shè)計。 等安全系數(shù)法（最常用）（） 邊界載荷法 最大載荷法（） AMOW法 BEB法（圖解法） 前蘇聯(lián)的設(shè)計方法,35,4.3、各層套管設(shè)計的特點,特點：下入的深度淺；在其頂部安裝有套管頭，要承受以下各層套管的部分或全部重量；安裝有防噴器、采油樹等。 側(cè)重點：主要是考慮內(nèi)壓設(shè)計。（井噴關(guān)井時情況最為嚴重）,特點：下入深度大，在其中下入油管，特別注意后期生產(chǎn)可能出現(xiàn)的 各種情況。 側(cè)重點：抗拉（下入深），抗外擠（下入深），抗內(nèi)壓（后期生產(chǎn)）,特點：下入的深度較深；隔離和封隔各種復雜地層；在井噴時承受較大內(nèi)壓；具有較強的耐磨性。 側(cè)重點：抗拉（下入較淺），抗內(nèi)壓（井噴關(guān)井），抗外擠（下入井深）,表套,技套,油套,36,4.4、等安全系數(shù)（進行套管柱設(shè)計）,這種方法是最簡單也是現(xiàn)場中使用最廣泛的一種方法，實踐證明，在一般的井中是比較安全的。但對于超深井，HTHP井（海洋上鉆井）一般是不易使用。（SY5322-88或SY5322-2000標準） 任何一種方法進行設(shè)計，都與載荷的計算有關(guān)，若計算出的載荷不同，那么設(shè)計出的管柱可能有較大的差別。,等安全系數(shù)法（總的要求）：在最危險截面上是安全的。 具體原則：以內(nèi)壓載荷篩選初始套管；根據(jù)外擠載荷進行自下而上設(shè)計； 最后按抗拉強度進行設(shè)計、校核上部套管。,37,4.5、具體的設(shè)計步驟,Step1 收集資料，掌握已知條件； 井身結(jié)構(gòu)，壓力剖面等，套管的庫存等。 Step2 確定安全系數(shù)； 載荷計算的精確性 ，安全系數(shù) ； 計算公式精確性，安全系數(shù)： 對于特別情況（如含有腐蝕性氣體H2S、CO2）則安全系數(shù)需按特殊情況考慮； API規(guī)定的安全系數(shù)：,38,4.5、具體的設(shè)計步驟,Step3 計算內(nèi)壓載荷，篩選符合內(nèi)壓強度的套管； 內(nèi)壓載荷由套管內(nèi)外的流體綜合產(chǎn)生。內(nèi)壓最大的情況一般出現(xiàn)在井涌關(guān)井和特殊作業(yè)（壓裂、注水）時，內(nèi)壓的計算中間套管與生產(chǎn)套管是不同的。 中間套管的計算方法如我們教材上P263介紹； 生產(chǎn)套管的計算方法在按補充方法進行。,39,4.5、具體的設(shè)計步驟,Step4 計算外擠載荷，依據(jù)外擠載荷確定套管下入長度； （1）一般的情況下都是按全井掏空的最危險情況考慮，計算公式：教材P260式712或P267，按此式初選第一段套管，下深為D1；選擇壁厚和鋼級較低的套管作為第二段套管，下入深度： （2）則第一段下入長度為： （3）校核第一段的抗拉強度： （4）對深井、超深井，當注入水泥量較大時，還應考慮其產(chǎn)生的附加軸向拉力；同時還應當考慮套管接箍的強度。,40,4.5、具體的設(shè)計步驟,Step5 雙軸應力的計算與校核 從雙軸應力橢圓中知道，當軸向應力不為零時，會對套管的抗外擠和抗內(nèi)壓產(chǎn)強度生影響（具體的影響見前面）。對于套管柱的長超過水泥面或中性點時，則應考慮由于重力影響而導致的抗外擠強度的下降。按教材公式714計算雙軸應力下的抗擠強度。 所以雙軸應力的抗外擠計算的內(nèi)容為： 按雙向應力計算，如果強度不夠，則要用試算法把下一段適當向上適當延伸，直到滿足要求為止（或選擇高鋼級的套管）。,41,4.5、具體的設(shè)計步驟,Step6 按抗拉設(shè)計確定上部各段套管長度 愈向上，Pc，而軸向拉力，故應改為抗拉進行設(shè)計。（軸向拉力為主要矛盾）； 則第i段頂部截面的強度必須滿足：,如果Li還沒有能夠達到井口，則第i段上部選用抗拉強度更大的套管進行計算。,42,4.5、具體的設(shè)計步驟,Step7 抗內(nèi)壓安全系數(shù)校核。（選用） 對事先沒按抗內(nèi)壓篩選套管的井，一般的還要進行抗內(nèi)壓的校核。公式見教材P268式722,43,例：某井7（177.8mm）套管下入深度3500m，井內(nèi)鉆井液密度1.3g/cm3，水泥返至2800m。要求進行抗擠、抗拉設(shè)計?？箶D安全系數(shù)不低于1.00，抗拉安全系數(shù)不低于1.75。試設(shè)計此井套管柱。 1）掌握已知條件（套管尺寸和下入深度、安全系數(shù)、鉆井液密度水泥返高及套管強度性能表等）。,4.6、設(shè)計舉例,尺寸：177.8mm，下深3500m，鉆井液d=1.3g/cm3，固井水泥返高2800m，安全系數(shù)：抗擠Sc=1.125，抗拉：ST=1.80。 套管的性能表格（可以從中查各種套管的性能參數(shù)）,44,2）根據(jù)外擠壓力和抗擠安全系數(shù)確定下部第一段套管鋼級和壁厚。 pco1=dgD110-6 =1.30.0098350045.5MPa 式中: pco1：套管在井底所受外擠壓力，MPa。 因下部第一段套管所受的井底外擠壓力和安全系數(shù)的乘積應等于（或小于）抗擠強度，即 pco1SC10-6D1 式中 D1：第一段套管抗擠強度，MPa；SC：抗擠安全系數(shù)。 根據(jù)D1即可由套管強度性能表中選出下部第一段套管。 由套管性能表查得N80、壁厚11.51mm套管，其抗擠強度為: D1 =60.5MPa。 因此，實際安全系數(shù)為：,第段套管,D1=3500,4.6、設(shè)計舉例,45,3）確定第二段套管可下深度和第一段套管的使用長度。 由于外擠壓力愈往上愈小，根據(jù)既安全又經(jīng)濟的原則，第二段套管可選鋼級或壁厚較低一級（即抗擠強度小一級）的套管，其可下深度為,Pco2=dgD210-6,式中: D2第二段套管的可下深度，m； D2第二段套管抗擠強度，MPa。,則第一段套管使用長度L1=D1-D2;,D2Pco2SC,第段,第段,D2,D1=3500,4.6、設(shè)計舉例,N-80、11.51mm,46,若選：N-80，壁厚10.36mm，抗擠強度D2=49.35MPa，,實際取第二段下入深度D2=3300m,則第一段套管長度： L1=D1-D2=3500-3300=200m,D1=3500,D2=3300,4.6、設(shè)計舉例,N-80、11.51mm,N-80、10.36mm,47,第一段套管每米重量為0.476KN，抗拉強度3048kN,浮力系數(shù),校核第二段套管抗擠強度：安全系數(shù)：SC2,1.80 （安全）,1.125（安全）,第一段套管抗拉安全系數(shù)：ST1,第一段套管重為： . Wcd1=BFqc1Lcs1=0.8330.476200=79.33kN,D1=3500,D2=3300,4.6、設(shè)計舉例,N-80、11.51mm,N-80、10.36mm,48,4）確定第三段套管可下深度和第二段套管的使用長度。 按抗擠強度選擇鋼級或厚度更低一級的套管，第三段套管選N-80、壁厚9.19mm，抗擠C3=38.03MPa,按抗擠強度第三段套管下入深度為2600m（在水泥面以上），表明第二段套管頂部已超過水泥面。所以在第二段水泥面處和第三段底部都應考慮雙向應力的影響。,D1=3500,D2=3300,D3=2600,4.6、設(shè)計舉例,N-80、10.36mm,N-80、9.19mm,49,4）確定第三段套管可下深度和第二段套管的使用長度。,可下深度：,顯然第三段套管底部由于承受其下部套管的重量，其抗擠強度必定下降，下入深度就不可能達到2600m，否則其底部安全系數(shù)必1.125。 由于第二段比第三段強度大，應將第二段套管長度增長，即減少第三段的下入深度，提高其底部的抗擠系數(shù)，以補償雙向應力的影響。 但第二段增長后，軸向拉力增加，由于雙軸應力影響，又將進一步引起第三段套管下端抗擠強度降低，可采用試算法。,D1=3500,D2=3300,D3=2600,4.6、設(shè)計舉例,50,4）雙軸應力計算 當按抗擠強度設(shè)計套管柱超過水泥面或中和點時，應考慮下部套管柱（?。┲匾鹛坠芸箶D強度的降低，即按雙軸應力設(shè)計套管柱。,D1=3500,D2=3300,D3=？,或按課本公式7-14進行計算。,4.6、設(shè)計舉例,51,4）雙軸應力計算 計算降低后的抗擠強度值，校核抗擠安全系數(shù)能否滿足要求。 若不能滿足要求，采用試算法將下段抗擠強度較大的套管向上延伸，直至抗擠安全系數(shù)滿足要求。 這樣可從下向上確定下部各段套管。 由于愈往上外擠壓力愈小，故可選擇抗擠強度更小的套管，當?shù)竭_某一深度后，由于套管自重產(chǎn)生的拉力載荷增加，抗拉強度表現(xiàn)為主要矛盾時，則按抗拉設(shè)計確定上部各段套管。,D1=3500,D2=3300,D3=？,4.6、設(shè)計舉例,52,4）雙軸應力計算 首先對水泥面處抗擠安全系數(shù)SC2校核。第二段套管線重0.4315KN/m，段長3300-2800=500m。水泥面下套管浮重： W1+W2=79.33+5000.43150.833=259kN 按公式7-14計算軸向拉力下抗擠強度，第二段管體屈服強度Fg2=3066kN 。,（安全）,水泥面處抗擠符合要求,D1=3500,D2=3300,D3=？,4.6、設(shè)計舉例,53,5）用試算法求第三段在雙向應力作用下的可下深度。, 首先假設(shè)下至2300m。 第二段長：L2=3300-2300=1000m 第二段（?。┲兀?W2=0.83310000.4135=359.4kN 第一、二段累積浮重 W1+ W2=79.33+859.4=438.7kN 第三段管體屈服強度Fg3=2740kN,D1=3500,D2=3300,D3=2300,4.6、設(shè)計舉例,54,5）用試算法求第三段在雙向應力作用下的可下深度。,第三段底部雙軸應力下抗擠強度為,抗擠安全系數(shù)：,1.125，安全,第三段下至2300m時抗擠安全。,D1=3500,D2=3300,D3=2300,4.6、設(shè)計舉例,55,可見第三段N-80、9.19mm延伸至井口抗拉強度不符合要求。,1.80（不安全）,（安全）,6）校核第二段套管頂部截面積的抗拉安全（不考慮浮度） 第二段抗拉強度Fj2=2708kN,第二段抗拉符合要求。,若將第三段設(shè)計到井口：Fj3=2354kN，q3=0.3869kN）,D1=3500,D2=3300,D3=2300,4.6、設(shè)計舉例,56,7）按抗拉強度設(shè)計確定上部各段套管：,第 i 段抗拉強度Ti ，則該段套管頂截面的抗拉安全系數(shù)ST為,D1=3500,D2=3300,D3=2300,設(shè)自下而上第 i 段以下各套管的總重為:,4.6、設(shè)計舉例,此處i=3,57,（安全）,第四段選用，N-80，10.36mm，長度： L4=D-L1-L2-L3=3500-200-1000-2000=300m q4=0.4315KN/m， W4=3000.4315=129kN,第三段取2000m，抗拉符合要求,(安全),實取L3=2000m，W3=20000.3869=774kN 第三段頂端抗拉安全系數(shù),抗拉安全系數(shù),D1=3500,D2=3300,D3=2300,D4=300,4.6、設(shè)計舉例,58,資料表明，中深井或深井，地層壓力在正常力梯度下，按以上設(shè)計步驟設(shè)計出的套管柱，一般能滿足抗內(nèi)壓要求； 若實際抗內(nèi)壓安全系數(shù)SI小于所規(guī)定抗內(nèi)壓安全系數(shù)，則控制井口壓力，井口壓力限制在套管（或井口裝置）允許的最大壓力之內(nèi)或?qū)⑻坠苤O(shè)計步驟改為先作抗內(nèi)壓強度設(shè)計，選出滿足抗內(nèi)壓強度的套管后再作抗擠和抗拉設(shè)計。,8）抗內(nèi)壓安全系數(shù)校核,4.6、設(shè)計舉例,59,4.6、設(shè)計舉例,D1=3500,D2=3300,D3=2300,D4=300,N-80、壁厚10.36mm,N-80、壁厚9.19mm,N-80、壁厚10.36mm,N-80、壁厚11.51mm,外擠載荷,軸向載荷,井深,60,我們的產(chǎn)品,61,我們的產(chǎn)品,62,我們的產(chǎn)品,63,四、注水泥工藝,（一）注水泥技術(shù)的內(nèi)容和要求 1、主要內(nèi)容 選擇水泥類型； 設(shè)計水泥漿性能； 選擇水泥外加劑（或外摻料）； 井眼準備； 注水泥工藝設(shè)計；,64,（一）注水泥技術(shù)的內(nèi)容和要求,2、基本要求 水泥漿返高和套管內(nèi)水泥塞必須符合設(shè)計要求； 注水泥段環(huán)空的泥漿應全部被水泥漿頂替干凈，不竄槽； 水泥環(huán)（水泥石）有足夠的連接強度和封固性能，不發(fā)生油氣水竄，能經(jīng)受住酸化、壓裂等； 水泥石能抗（油、氣、水的長期）腐蝕。,（重點）,65,（二）API油井水泥分級方法,1、分級 鑒于油井水泥特殊的使用環(huán)境及對性能的要求，建立了專門的油井水泥分級方法。 目前API水泥分A、B、C、D、E、F、G 和H八個級別，每種水泥適用于不同的井況，此外還根據(jù)水泥抗硫酸鹽能力進行分類。分為： 普通型（O） 中抗硫型（MSR） 高抗硫型（HSR）。,66,（二）API油井水泥分級方法,67,（二）API油井水泥分級方法,68,（二）API油井水泥分級方法,6