套管柱及其强度设计课件

石油工程设计固井工程设计杨明合石油工程学院套管的类型及其性能二、套管柱的载荷分析及套管强度)、套管柱强度设计四、注水泥工艺控套木泥返深生产套管水泥返深X39-30mx3B20-413n620-4200m一、套管的类型及其性能1、基本概念油井套管是优质钢材制成的无缝管或焊接管,两端均加工有锥形螺纹。■大多数的套管是用套管接箍连接组成套管柱。表征套管的主要特性参数有套管尺寸、钢级和壁厚。(APISPEC5A:c75、Q95、P110的套管只能用无缝管制造)套管锥形螺纹套管接箍套管1、基本概念(1)套管的尺寸(又称名义外径、公称直径等)是指套管本体的外径,实际上套管尺寸已经标准化了。套管尺寸的确定是井身结构设计的重要内容之一,前面已经介绍过。1!4.30mm(4kin);244.47mm(9%in)273.05mm(10%in);会,139.7q;298.44mm(11in)168.27mm《6%in);339.71mm(13%in);t127、80mm(?in406,40mm(16in);193.67mm(7i473.08mm(18%in)219.07mm(85in);508.00mm(20in)12-48管和并眼(帖头]寸选择表(单:mm1、基本概念(2)套管的钢级API标准规定套管本体的钢材应达到规定的强度,用钢级表示。口套管钢级由字母及其后面的数码组成,字母没有特殊含义,但数码代表套管的强度。口API对套管进行了相应的分级(H、J、K、N、C、L、P、Q八种共十级)即:H40、J55、K55、C75、L80、N80、C90、C95、P110和Q125,前6种类型为抗硫的,其余为非抗硫的。1、基本概念API套管规范及强度(5寸套管)《甲方钻井手册》P19最小屈服强度下的抗内压力外径bNE厚径短螺纹蝶纹标准接箍特殊接箍mkg同|高-同|高18719到J5564311413573424335773424357|357357357152189223J55752112|393004007393004007393003930035370393001116081K55515109426112701189195引K-5564311413572437732433713713357500151289224K-511521121804073900403900139033013930152189222c-75H1752115357254035357218|26272679c-751919108600667964052214323318523233863453C-751214102.769913712964051、基本概念值得注意的是◆AP规定,钢级代号后面的数值乘以1000,即为套管(以kpsi为单位)的最小屈服强度。这一规定除了极少数例外,也适应于非API标准的套管。(1MPa=14504psi;psi:磅英寸2)◆只有屈服强度G>10PS对H2S提敏感的,但对cO2则影响很小可以数年內不破坏,而在H2S~盐的环境中会在一小时内破坏AP套管规范及强度(5寸套管)钢最小屁康严度下的抗内压力形螺纹P抗挤强度管体屈服强度径「蝶纹长纹氛准接特殊特报kgy同有一同一高一t了C951112902104525232386C-95|214102735989014112811528601288598901、基本概念(3)套管的壁厚是指套管本体处管体的厚度,又称为套管名义壁厚套管的壁厚也已经标准化了。和套管壁厚直接相关联的就是套管的名义质量(或名义重量),指定是套管单位长度的质量(或重量)。AP套管规范及强度(5寸套管F均重钢|量!内最小屈康强度下的抗内压力梯形螺纹kPa抗挤强度管体屈服强度径厚径[短蝶纹长蝣纹标准核「特殊弦蒂22同高2189232C90752111555121n26178727267C-9091110865716-749781072112921550141318c01g839008567677290g82558232363453|c-90121410?一9085567677927151657021805188782027267c95919108614323185c951189078111105251065926467269903481511281|15286126101688598903481151l1790|1xm232、套管的联接■套管柱通常都是由同一外径、相同(或不同)钢级、壁厚的套管用接箍联接组成的。■联接是由螺纹来实现的,螺纹联接是套管质量和强度检验的重点。■套管螺纹都是锥形螺纹,在API规范中分为五大类。前四类属API标准,第五类系非AP标准。类数标准名称符号或代号短圆螺纹STC/CSGCI123长圆螺纹LTCLCSGC2P标准梯形螺纹BTCBCSGIC33直连形螺纹XLXCSGICHX非AP标准恃殊螺纹二、套管柱的载荷分析及套管强度套管柱(1)在入井、注水泥以及以后生产的不同时期,套管柱的受力也是不断变化的。(2)在不同的地层和地质条件下,套管柱所承受的外载荷也是不同的。如在井下的盐岩层对套管柱的压力梯度则要按上覆岩石的压力梯度计算在酸化压裂时承受的内压力与正常采油时的压力就不同;在