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碳钢弯头的三维模型

浏览: 发表时间:2021-06-01 08:56:25 来源:文章来自网络,如有侵权,请联系删除。

       碳钢弯头非均匀外压下发生挤毁时,挤毁模式是套管磨损部位的管壁冋管內方向場陷,屈服区域主要分布在套管挤毁后凸出部位内外壁及塌陷部位的内外壁2008年,邹灵战和邓金根等人基于中原油田第三系盐育层地质条件,采用FLAC3D软件建立了高倾斜韵律盐层的套管外载荷分析的三维模型。硏究表明:环空水泥胶结不良时盐层容易对簊管产生非均匀外挤载荷;在髙倾斜韵律盐岩地层中,套管受到的非均匀外挤载荷更高;盐岩地层的非均匀载荷使套管应力的集中程度比均匀外挤载荷下高得多。
       碳钢弯头结合理论分析和有限元数值模拟相结合分方法,对石油套管承受的非均匀挤压应力进行了分析和硏究,理论计算结果与有限元数值一致。该硏究结果弥补了目前工程中仅能依靠有限元方法进行仿真和API5C3标准只能给出均布载荷下套管挤毁强度的不足,为实际工程提供理论指导。但该公式的计算结果没有得到实验数据的验证,其可靠性和准确性有待于进一步完善,另外该理论公式仅仅适合于径厚比大于10的套管11.3磨损套管抗挤强度的研究现状在大位移井、深井、水平井钻井过程中,下技术套管之后还需要长时间钻进,套管与钻具之间的摩擦和碰撞会造成套管的磨损,特别是在井眼狗腿严重的井段处,套管內壁磨损十分严重,套管磨损后其抗挤强度降低,可能对后期作业产生安全隐患。随着我国深井、超深井钻井的増多,钻进过程中钻柱对技术套管内壁的磨损是深井钻井期间一个不容忽视的问题。据不完全统计,由于我国深井钻井井下复杂事故多失效超过10%)、周期长(一般超过1年),已有英科1井、东秋5井、克参1井、车古204井、崖城13-1-3井、渤海曹妃甸18-2-1井、郝科1井、渤中13-1--12井、却勒1井、阳霞1井、乌深1井等10余口深井发生了套管磨损问题及挤毁事故。因此,套管磨损量的预测及磨损后抗挤强度的硏究在工程上具有重要意义。
       目前,国内碳钢弯头相继采用了有限元法和理论分析法对磨损套管剩佘强度开展了相关硏究,但现有大部分计算模型没有充分考虑制造缺陷和非均匀载荷对磨损套管抗挤强度的影响,且其计算结果大都缺少实验验证,在工程上应用受到较大的限制。1磨损套管抗挤强度的理论研究高德利等人利用摩尔物理磨损试验设备,开展了两种套管的全规模磨损试验,针对磨损试验数据对磨损效率模型和非线性套管磨损模型进行分析和评价。其结果表明:非线性套管磨损模型的套管磨损条件系数基本不受磨损时间和磨损接头尺寸的影晌。因此,非线性套管磨损模型预测套管磨损量的精度比磨损效率模型高,更适合用于预测复杂井套管的磨损量。曾德智等人阐述了套管磨损的机理和影响因素,研究得出基于实钻井眼轨迹管柱摩阻扭矩分析的全井段套管磨损量预测方法,并应用该方法对某井全井段套管可能产生的磨损量进行了预测,提岀一种磨损后套管抗挤强度的计算方法硏究表明,运用该方法计算出的结果接近试验值,计算精度满足工程要求,可为磨损套管柱强度评估和后期作业强度设计提供理论依据林元华和饶富培等人。
       碳钢弯头针对非均匀载荷下套管磨损后抗挤强度降低的问题,将磨损简化为套管的壁厚不均度和内壁不圆度几何缺陷,建立了非均匀载荷下磨损套管抗挤强庋计算方程。该方程计算值与试验值的对比表明,该方程计算结果是可靠的,可为复杂地层磨损套管柱设计提供理论依据。硏究表明,当载荷不均匀程度较小时,磨损对套管抗挤度的影响较大;当载荷不均匀程度较大时,磨损对套管抗挤强度的影响较小基于深井超深井套管磨损机理,廖华林和管志川等人85采用理论分析和有限元相结合的方法,给出了深井超深井套管磨损面积与磨损深度预测模型,以及均布外载条件下內壁磨损套管剩佘抗外挤强度计算公式。将套管受到的非均布载荷等效成均布载荷,给出了非均布外载条件下内壁磨损套管剩佘抗外挤强度的计算公式,分析了地层弹性参数对套管外载的影响规律。硏究结果表明,套管等效外载随地层弹性模量和泊松比的增加而减小。



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