超深井高钢级厚壁套管开窗研究及应用

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作者 汤明 王双宁 +2 位作者 何世明 张光福 刘晓森 《西南石油大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期177-188,共12页

开窗侧钻是处理井下复杂事故的重要方法之一,在超过7 000 m的超深井高钢级(TP155V)厚壁(15.83 mm)套管开窗侧钻,不仅面临高温高压的井下复杂环境,还具有作业时间长费用高的难点。为提高超深井高钢级厚壁套管开窗的成功率和作业效率,采用... 开窗侧钻是处理井下复杂事故的重要方法之一,在超过7 000 m的超深井高钢级(TP155V)厚壁(15.83 mm)套管开窗侧钻,不仅面临高温高压的井下复杂环境,还具有作业时间长费用高的难点。为提高超深井高钢级厚壁套管开窗的成功率和作业效率,采用ABAQUS软件建立套管开窗侧钻仿真模型,优选开窗铣锥,采用地面试验对仿真结果进一步论证,将优选出的适用于超深井高钢级厚壁套管开窗铣锥进行现场应用。仿真模拟表明,铣锥肩部和锥顶外圆是开窗和修窗的主要工作面,圆锥型铣锥开窗应力最大、开窗效率最高、窗口形状规整平滑、优先推荐;地面试验中圆锥型铣锥能够成功开窗,螺旋型和钻头型铣锥均未开窗成功;双探102井在井深7 473 m处、壁厚15.83 mm和钢级TP155V的套管采用圆锥型铣锥成功开窗侧钻,创国内套管开窗侧钻井深最深、钢级最高和壁厚最厚等3项纪录。该研究成果对于超深井高效开窗侧钻提供了借鉴,为超深油气资源高效勘探开发提供支撑。 展开更多

关键词 超深井 高钢级厚壁套管 开窗侧钻 锥铣 仿真模拟

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非均匀载荷下厚壁套管抗挤强度分析 被引量：9

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作者 曾德智 林元华 +2 位作者 李双贵 杜仁德 施太和 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期60-62,共3页

非均匀地应力下套管柱强度设计须考虑非均匀载荷对其强度的影响,对此国内外众多学者进行了大量研究,并取得许多有益成果。但这些研究主要以径向的非均匀外载为边界载荷,没有考虑套管外壁受非均匀剪切力的作用;其次,对非均匀载荷下套管... 非均匀地应力下套管柱强度设计须考虑非均匀载荷对其强度的影响,对此国内外众多学者进行了大量研究,并取得许多有益成果。但这些研究主要以径向的非均匀外载为边界载荷,没有考虑套管外壁受非均匀剪切力的作用;其次,对非均匀载荷下套管磨损、残余应力、不圆度和壁厚不均度等缺陷的影响未作考虑。为此,建立了厚壁套管受径向非均匀挤压和周向受非均匀剪切的力学模型,应用弹性力学逆解法进行了求解,分析了非均匀载荷下厚壁套管的应力分布规律。研究表明,非均匀载荷作用下沿最小水平地应力方向、套管的内壁是承载危险区。由此提出了非均匀载荷等效为均匀外挤载荷的方法,给出了含缺陷套管在非均匀载荷下抗挤强度的分析方法。 展开更多

关键词 固井 下套管 厚壁套管 非均匀载荷 应力分布 抗挤强度

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特厚壁套管抗挤强度计算及现场应用 被引量：9

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作者 韩建增 李中华 +3 位作者 张毅 于百勤 练章华 施太和 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期77-79,共3页

对于套管挤毁问题较为严重的油气水井 ,采用非API标准的特厚壁套管来提高其抗挤强度 ,是今后预防套管挤毁的重要发展方向。目前 ,特厚壁套管的抗挤强度计算和尺寸系列尚未形成工业标准 ,文章提出特厚壁套管的抗挤强度计算方法和尺寸系... 对于套管挤毁问题较为严重的油气水井 ,采用非API标准的特厚壁套管来提高其抗挤强度 ,是今后预防套管挤毁的重要发展方向。目前 ,特厚壁套管的抗挤强度计算和尺寸系列尚未形成工业标准 ,文章提出特厚壁套管的抗挤强度计算方法和尺寸系列 ,供设计者和厂家参考。API/ISO套管挤毁工作组曾对本文公式进行了测评 ,结果显示具有较高的计算精度。大量计算表明 ,特厚壁套管的抗挤强度大大提高 ,约为加厚前原套管抗挤强度的 1.5～ 4倍 ,甚至 6倍。最后还介绍了特厚壁套管在中原油田的现场应用情况。 展开更多

关键词 油气田 注水开发 特厚壁套管 抗挤强度 计算 API标准

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非均匀载荷下厚壁套管塑性挤毁强度研究 被引量：2

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作者 曾德智 林元华 +3 位作者 施太和 林凯 韩勇 韩建增 《石油机械》 北大核心 2004年第U12期57-59,共3页

针对理想圆管在非均匀载荷下抗挤强度计算公式计算值偏高的问题，提出实际套管在非均匀载荷下塑性挤毁提前因子的概念，并建立了计算修正公式。这个计算公式考虑了实际套管含残余应力、不圆度、壁厚不均度等制造缺陷的影响，与套管的实... 针对理想圆管在非均匀载荷下抗挤强度计算公式计算值偏高的问题，提出实际套管在非均匀载荷下塑性挤毁提前因子的概念，并建立了计算修正公式。这个计算公式考虑了实际套管含残余应力、不圆度、壁厚不均度等制造缺陷的影响，与套管的实际承载特征较为符合。计算结果表明，利用修正公式算法的计算值与实际试验值较接近，能满足工程设计需要，为复杂地层的套管柱设计提供了新的理论依据。 展开更多

关键词 厚壁套管 抗挤强度 套管柱 载荷 圆管 壁厚 复杂地层 非均匀 因子 计算公式

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厚壁套管等效外挤载荷计算 被引量：6

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作者 钱锋 高德利 《石油机械》 北大核心 2011年第12期38-40,44,共4页

鉴于ISO 10400新标准提出的计算厚壁套管抗挤强度公式是针对均匀外挤载荷的,不适应非均匀外挤载荷下套管抗挤强度计算的状况,根据虚功原理和Mises屈服准则,提出了2种计算等效外挤载荷的方法。将作用在套管上的非均匀载荷转化成与之具有... 鉴于ISO 10400新标准提出的计算厚壁套管抗挤强度公式是针对均匀外挤载荷的,不适应非均匀外挤载荷下套管抗挤强度计算的状况,根据虚功原理和Mises屈服准则,提出了2种计算等效外挤载荷的方法。将作用在套管上的非均匀载荷转化成与之具有相同破坏能力的均匀载荷。算例分析表明,2种方法计算的等效外挤载荷具有较好的一致性,基于新标准的挤毁理论,套管在非均匀载荷条件下的抗挤强度也有较大的提高。 展开更多

关键词 厚壁套管 套管强度 抗挤毁强度 非均匀载荷 虚功原理

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高强度防硫化氢厚壁套管的高效段铣侧钻技术 被引量：1

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作者 王俊良 袁小波 《钻采工艺》 CAS 2002年第3期1-4,共4页

重点探井朱家 1井的 2 44.5技术套管在固井时于井深 3 2 79.7m处断裂 ,这是一种高强度、防硫化氢、厚壁套管 ,段铣难度大。在井段 3 155～ 3 167.3 5m段铣套管 12 .3 5m ,段铣速度为 0 .6m/h。注水泥塞后 ,在侧钻点 3 156m处 ,用地面... 重点探井朱家 1井的 2 44.5技术套管在固井时于井深 3 2 79.7m处断裂 ,这是一种高强度、防硫化氢、厚壁套管 ,段铣难度大。在井段 3 155～ 3 167.3 5m段铣套管 12 .3 5m ,段铣速度为 0 .6m/h。注水泥塞后 ,在侧钻点 3 156m处 ,用地面直读陀螺测量仪定向后 ,再用有线随钻测量仪监控轨迹侧钻 ,侧钻 8m后 ,新井眼形成 ,从而高效快速地完成了段铣侧钻任务 ,解除了事故 ,恢复了钻进。文中介绍了段铣、侧钻的施工工艺过程 ,分析了侧钻的结果 ,得出了有益的认识。 展开更多

关键词 高强度 防硫化氢 厚壁套管 高效段铣侧钻技术 套管段铣 侧钻 随钻测量仪 探井 方位 工具面角

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动态内压力下油田超深井中厚壁套管的动力学响应和实验验证 被引量：2

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作者 田红亮 黄谭书 杜义贤 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期984-995,共12页

引入中间主应力系数和拉压强度比,采纳统一强度理论求解动态内压力下两封闭末端、两开放末端和平面应变厚壁套管弹塑性极限内压力的解析解。塑性流动最初发生在厚壁套管内壁,且被周围的弹性材料所约束。数值模拟表明,弹性极限内压力随... 引入中间主应力系数和拉压强度比,采纳统一强度理论求解动态内压力下两封闭末端、两开放末端和平面应变厚壁套管弹塑性极限内压力的解析解。塑性流动最初发生在厚壁套管内壁,且被周围的弹性材料所约束。数值模拟表明,弹性极限内压力随拉压强度比的降低和中间主应力系数的增加而增加;两封闭末端厚壁套管的弹性极限内压力最大,两开放末端厚壁套管的最小,平面应变厚壁套管的在两开放末端和两封闭末端之间;分界面的临界半径随动态内压力的变大而变大;若动态内压力增加时,厚壁套管从弹性变形转变为弹塑性变形,分界面的临界半径自内半径增大至外半径;塑性极限内压力随拉压强度比的减少而增加;随外内直径比的变大,当相等的统一强度理论参数时,两封闭末端、两开放末端和平面应变厚壁套管的塑性极限内压力之间的差距变小;弹性极限内压力低于塑性极限内压力;塑性极限内压力的理论数据与测试数据之间的相对误差为-3%～-9%,国际标准化组织样板数据与测试数据之间的相对误差为-12%～-25%,美国石油协会平均线与测试数据之间的相对误差为-16%～-33%。比较显示,厚壁套管塑性极限内压力公式更接近测试数据。 展开更多

关键词 塑性力学 厚壁套管 动态内压力 分界面 塑性流动

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弯曲井眼中套管抗挤强度计算 被引量：8

8

作者 黄根炉 陈忠帅 +4 位作者 马庆涛 王丽 杜进进 郭敏 范光第 《石油机械》 北大核心 2011年第4期38-40,45,共4页

目前弯曲井眼中套管抗挤强度计算时没有考虑井眼弯曲的影响,无法确保固完井作业及生产过程中套管的安全。为此,根据弹性力学理论建立了井眼曲率和不均匀外挤力综合影响下的套管抗外挤强度公式。直接建立三维的套管模型,模型长度取10倍... 目前弯曲井眼中套管抗挤强度计算时没有考虑井眼弯曲的影响,无法确保固完井作业及生产过程中套管的安全。为此,根据弹性力学理论建立了井眼曲率和不均匀外挤力综合影响下的套管抗外挤强度公式。直接建立三维的套管模型,模型长度取10倍的套管外径,在套管的一端施加约束,另一端加弯矩来模拟井眼的弯曲。计算结果表明,在井眼曲率较大时,弯曲井眼中大尺寸厚壁套管抗外挤强度下降较为明显;理论计算的抗外挤强度通常小于模拟值,按照理论设计的套管是偏安全的,但不均匀度较大时需考虑模型计算的误差是否满足要求。 展开更多

关键词 弯曲井眼 抗外挤强度 曲率 不均匀外挤力 厚壁套管

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TP130TT盐膏层套管性能及应用效果分析 被引量：1

9

作者 栗广科 《特种油气藏》 CAS CSCD 2003年第B09期72-74,共3页

中原油田套管损坏的主要原因是现有套管强度不够,无法抵抗盐膏层段的巨大外挤力。针对这一问题,开发了一种特殊套管——TP130TT高抗挤厚壁套管。其强度高,能很好地抵抗盐膏层的巨大外挤力,各项性能指标达到了设计要求,经现场应用达到了... 中原油田套管损坏的主要原因是现有套管强度不够,无法抵抗盐膏层段的巨大外挤力。针对这一问题,开发了一种特殊套管——TP130TT高抗挤厚壁套管。其强度高,能很好地抵抗盐膏层的巨大外挤力,各项性能指标达到了设计要求,经现场应用达到了预期的目的,取得了很好的效果,解决了中原油田盐膏层段套管强度不足的难题。 展开更多

关键词 套管损坏 性能 应用效果 盐膏层 厚壁套管 经济效益

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套管磨铣开窗技术在丹14—1水平井大斜度井段的应用 被引量：1

10

作者 吴先忠 官长均 《钻采工艺》 CAS 北大核心 1994年第2期30-33,共4页

丹１４—１井在１５度井斜条件下，租用贝克·休斯三洲公司磨铣工具，对φ２４４．５厚壁套管磨铣开窗获得成功。本文介绍了磨铣工具的结构特点、工作原理以及磨铣开窗的简要过程。

关键词 丹14-1井 石油钻井 水平井 井斜段 厚壁套管 磨铣 侧钻

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大渡河安宁水电站深厚覆盖层勘探技术与方法概述 被引量：1

11

作者 李志远 《水利水电技术》 CSCD 北大核心 2012年第9期81-86,共6页

本文介绍了大渡河上游安宁水电站可研阶段河床深厚覆盖层勘探所用的技术与方法,即:植物胶钻具钻进、厚壁套管跟管钻进及多级跟管钻头钻进。此外,还介绍了覆盖层钻孔孔内旁压试验和原状砂样的采取技术。在该深厚覆盖层勘探中应用的技术... 本文介绍了大渡河上游安宁水电站可研阶段河床深厚覆盖层勘探所用的技术与方法,即:植物胶钻具钻进、厚壁套管跟管钻进及多级跟管钻头钻进。此外,还介绍了覆盖层钻孔孔内旁压试验和原状砂样的采取技术。在该深厚覆盖层勘探中应用的技术与方法保证了勘探工作的圆满完成,为工程设计提供了详实、可靠、全面的参数,同时也完善勘探技术与内容,提高了勘探水平,为今后的勘探工作作了相应的技术储备。 展开更多

关键词 深厚覆盖层勘探 植物胶钻进 厚壁套管跟管钻进 多级跟管钻进 旁压试验 原状砂样 安宁水电站

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