T-CSTM 00397-2023 復(fù)雜壓裂工況套管柱試驗(yàn)評價(jià)方法

2023-11-17發(fā)布2024- II 3 3 34一般試驗(yàn)要求 4 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6 6 6 6 6 7 請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別這些專利的責(zé)任。3復(fù)雜壓裂工況套管柱試驗(yàn)評價(jià)方法凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修訂版）套管、油管、鉆桿和用作套管或油管的管線管性最大允許變形量maximumallowable套管在外力作用下發(fā)生徑向變形后，套管內(nèi)徑與套管內(nèi)工具外徑的最4非均勻系數(shù)non-uniformityco溫度壓力交變載荷temperatureandinnerpressureco用戶應(yīng)提供現(xiàn)場復(fù)雜壓裂工況條件及參數(shù)，包括b）井身結(jié)構(gòu)套管尺寸、力學(xué)性能（彈性模g）壓裂液性能（稠度系數(shù)k、粘性指數(shù)n、百米摩阻壓降）；）；j）地層三壓力剖面；剪切試樣和非均勻外擠試樣均應(yīng)取套管管體的一段，長度應(yīng)滿足剪切夾具和非均勻外擠夾具的要5Lpj5.3.1尺寸6壓力傳感器與試樣的內(nèi)壓或外壓腔體連接到一起，不應(yīng)放到加壓驗(yàn)中的非均勻系數(shù)，溫度壓力交變試驗(yàn)中的溫度、壓力、保載時(shí)間、交變頻率及循環(huán)周次等。2)螺紋參數(shù)測量試驗(yàn)（5.7.3.1.4分別記錄每次試驗(yàn)的結(jié)果，對拉斷部位拍照，明確斷裂部位，在試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)包括一些有代7.3.2.1套管管端采用堵頭焊接封堵，7.3.2.2對試樣施加均勻外壓直至擠毀失效（失效定義為管體壓扁或87.3.4.1根據(jù)抗剪切性能評價(jià)的裝置要求選取試樣長度，宜為6m或4m。7.3.4.2根據(jù)復(fù)雜壓裂工況確定試驗(yàn)剪切間距，將試7.3.4.3應(yīng)通過位移控制上剪切板，對試樣施加純7.3.4.4記錄剪切載荷-位移關(guān)系曲線，拉伸/壓縮-位移曲線，內(nèi)壓-時(shí)間曲線，1<—>\4<>2\327.3.5.1非均勻系數(shù)λ采用有限元數(shù)值模擬方式確定，根型，并模擬計(jì)算出位移載荷下套管外圍的橢圓外擠載荷p(θ)，有限元模擬結(jié)果p(θ)的分布規(guī)律滿足公式（2）時(shí)，認(rèn)為結(jié)果模型正確，得到外擠載荷非均勻系數(shù)λ,見公式（3）。p(θ)=p(0)+p(90)cos2θ........（2）p(90)λ=p(0)p(90)例，非均勻系數(shù)與橢圓形夾具長短半徑的關(guān)系，見表2。9λ7.3.5.4記錄非均勻外擠載荷-位移關(guān)系曲線，拉伸/壓縮-位移曲線，內(nèi)壓2 12 1θθll1234567TmaxTmaxTminTmaxTmax00PminPmaxPmaxPminPmin0///4/2T(溫度PPP內(nèi)壓，MPa溫度，℃;校準(zhǔn)，檢定或校準(zhǔn)周期不應(yīng)超過一年，標(biāo)定或校準(zhǔn)載荷范圍內(nèi)相對誤差應(yīng)不大于±1.0%。宜使用垂直上扣方式進(jìn)行上/卸扣試驗(yàn)。對于接箍連接試樣，宜采用每端分別上扣方式，夾具夾持7.4.3.4記錄套管接頭試驗(yàn)后螺紋連剪切試驗(yàn)可獲取剪切載荷-位移關(guān)系曲線，見圖5。當(dāng)變形套管剩余通徑與井下工具最大外徑相等時(shí)，將此時(shí)的套管變形量定義為套管允許最大變形量ΔDsmax，對應(yīng)的套管允許最大應(yīng)變εsmax按照公式（4）計(jì)算，此時(shí)的剪切載荷為Fsmax，依據(jù)公式（5）計(jì)算套管抗剪切載荷Fs，套管安全系數(shù)n宜通過剪切載荷剪切載荷/kNFsmaxFs△Dse△Dsmax...........（4）.........（5）應(yīng)大于井下工具外徑，確保不影響工具的順通過非均勻外擠試驗(yàn)可獲取非均勻外擠載荷-位移關(guān)系曲線，見圖6。當(dāng)變形套管剩余通徑與井下變εnmax按照公式（6）計(jì)算，將此時(shí)外擠載荷為Fnmax，依據(jù)公式（7）計(jì)算套管抗非均勻外擠載............（6）.............（7）高溫、水平井井型，溫度-內(nèi)壓循環(huán)不低于50周次，峰值載荷下保持4h，谷值載荷下保持2h的溫度壓力交變疲勞試驗(yàn)后，套管管體屈服強(qiáng)度不低于試驗(yàn)前的90%；套管柱溫度壓力交變疲勞密封實(shí)試驗(yàn)結(jié)果均應(yīng)以報(bào)告形式給出，除有特殊要求外，一般試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容:——制造商；——試驗(yàn)時(shí)間及地點(diǎn)；——試驗(yàn)項(xiàng)目及完成情況。——連接方式；——螺紋過盈量及間隙；——表面處理狀態(tài)。——高溫與室溫材料極限強(qiáng)度的比率；——剪切載荷及位移的加載速率；——剪切位移-載荷曲線圖；——剪切失效后試樣變形量和變形形貌?！蔷鶆蛳禂?shù)；——非均勻外擠位移-載荷曲線圖；——非均勻外擠失效后試樣變形量和變形形貌?！坠芊蹨貕狠d荷條件（最大內(nèi)壓載荷Pmax、最小內(nèi)壓載荷Pmin、最高溫度Tmax