固井作业4.ppt

1三、套管柱设计方法三、套管柱设计方法①①确定设计条件:安全系数、外载计算方式确定设计条件:安全系数、外载计算方式②②按内压筛选套管按内压筛选套管③③求井底外挤力,选第一段套管求井底外挤力,选第一段套管④④选第二段套管,计算其可下深度选第二段套管,计算其可下深度⑤⑤计算第一段套管长度和有关安全系数计算第一段套管长度和有关安全系数⑥⑥选第三段套管选第三段套管…………< <当套管的抗拉安全系数不满足时,改为抗拉设计当套管的抗拉安全系数不满足时,改为抗拉设计> > 或或< <当抗挤强度设计套管柱超过水泥面或轴向力当抗挤强度设计套管柱超过水泥面或轴向力 0 0点后点后> > …………⑦⑦选套管,按套管抗拉强度计算其可下深度选套管,按套管抗拉强度计算其可下深度⑧⑧抗内压安全系数校核抗内压安全系数校核[ [注意:抗挤应按双轴应力进行计算注意:抗挤应按双轴应力进行计算] ] 2三、套管柱强度设计三、套管柱强度设计( (油层套管油层套管) ) ??某井某井 套管,下入深度套管,下入深度 3500m, 3500m, 井内钻井内钻井液密度井液密度 , , 水泥返至井深水泥返至井深 2800m 2800m 。。抗抗挤安全系数为挤安全系数为 , , 抗拉安全系数为抗拉安全系数为 ( ( 不考虑不考虑浮力影响浮力影响) ),井口抗内压安全系数为,井口抗内压安全系数为 . . ??解( 解( 1 1)按抗挤强度设计第一段套管)按抗挤强度设计第一段套管??按全掏空计算井底地外挤压力按全掏空计算井底地外挤压力 Pb Pb = = * * * * 3500=(MPa) 3500=(MPa) ??第一段套管应具有的抗挤强度为第一段套管应具有的抗挤强度为 Pc1= Pc1= Pb Pb * * sc= sc= * * =(MPa) =(MPa) ??由套管性能表查得由套管性能表查得 N-80 N-80 , ,壁厚壁厚 套管套管,其抗挤强度为,其抗挤强度为 ??实际抗挤安全系数为: 实际抗挤安全系数为: Sc1== Sc1== N-80 N-80 , ,壁厚壁厚 3三、套管柱强度设计三、套管柱强度设计( (油层套管油层套管) ) ??( (2 2)第一段套管得顶截面位置取决于第二段)第一段套管得顶截面位置取决于第二段套管得可下深度,第二段套管选用抗挤强度套管得可下深度,第二段套管选用抗挤强度低低一级的套管,可选低低一级的套管,可选 N-80, N-80, 壁厚壁厚 套套管,其抗挤强度为管,其抗挤强度为 , , 抗拉强度抗拉强度 Tt Tt =2708kN,Ts=3066kN, =2708kN,Ts=3066kN, 重量为重量为 . . ??第二段套管的可下深度为: 第二段套管的可下深度为: ??实取第二段套管的深度为实取第二段套管的深度为 3300m, 3300m, 则第一段则第一段套管的段长为套管的段长为?? L1=3500-3300=200m L1=3500-3300=200m )( 3374 125 .1* 30 .1* 0098 .0 35 . 49 2m H??3500m 3300m 4三、套管柱强度设计三、套管柱强度设计( (油层套管油层套管) ) ??( (3 3)校核第一段套管的抗拉系数(上端)校核第一段套管的抗拉系数(上端面)和第二段套管的抗挤系数(下端面) 面)和第二段套管的抗挤系数(下端面) ??第一段套管的重量为第一段套管的重量为 476kN/m 476kN/m , ,抗拉强度为抗拉强度为 3048kN, 3048kN, 浮力系数为: 浮力系数为: Bf=1-= Bf=1-= 第一段套管的浮重为: 第一段套管的浮重为: T1=200 T1=200 * * = ( = ( 空气中的重量空气中的重量) ) T1 T1 ’’=200 =200 * * * * = ( = ( 钻井液中的重量钻井液中的重量) )第一段套管的抗拉系数第一段套管的抗拉系数 St1=3048/=32 ( St1=3048