一口井套管柱设计

1、最终工程大作业2井套柱的设计班级：油工101学号： 004姓名：王涛课程：精加工工程任课教师：孙展利1基本数据1 )井号：广斜-1井； 2 )井别：开发井3 )井类型：方向性井2设修订地层断面地层时代修订地层/m岩性概要世界系集团段层井深厚度新生世界第四系平原组9090黄粘土砾石流砂层上第三系广华寺组930840杂色粘土岩、砾状砂岩、砂砾岩下第一三系荃河镇组1760830灰、绿灰泥岩底部夹油烟岩潜江集团潜一段2170410膏岩韵律层段及砂泥岩相互层段潜二段2570400盐岩油浸泥岩石膏质泥岩泥岩泥岩组成的韵律层潜三段3070500灰泥岩夹粉砂岩、盐岩、油浸泥岩、泥岩潜四往上41312050灰泥

2、岩夹粉砂岩41下316040盐岩油浸泥岩泥岩构成的韵律层段40318020盐岩油浸泥岩泥岩构成的韵律层段四十中3330150盐岩油浸泥岩泥岩构成的韵律层段四十以下338050盐岩油浸泥岩泥岩构成的韵律层段42341030灰泥岩夹粉砂岩42下345040盐岩油浸泥岩泥岩构成的韵律层段43350050灰泥岩夹粉砂岩潜四下3525(25 )盐岩油浸泥岩泥岩构成的韵律层段注：1)井深为垂直井深，井深、厚度单位均为米3井身构造如图所示关于修订4套筒柱的数据和要求表层管：下深度150m、外径339.7mm、开挖井液密度1.1g/cm3、防喷器额定压力21Mpa、安全系数：耐挤出Sc=1.0、拉伸St=1.

3、6、耐内压Si=1.0。 表层套筒的耐内压强度要求接近防喷器的额定压力，套筒钢级用J-55、套筒性能请参照下表。油层管：下深3574m、外径139.7mm、二开最大钻井液密度1.32g/cm3、安全系数：耐挤出Sc=1.125、拉伸St=1.80 (考虑浮力)、耐内压Si=1.10。 地层主要为盐岩、泥岩，易塑性流动和膨胀，外推荷载按岩层压力当量密度2.3g/cm3计算，要求直井(井斜角小)和单向应力设置修正，管钢级选择N-80、P-110。需要明确的步骤和4个步骤的修正计算流程(已知条件、修正公式、数据捕获、修正结果)，最后按照下表显示所有井设修正结果插座程序井段米规格长度米钢级壁厚米高重量

4、安全系数尺子寸米高扣子型号单位重数码宝贝段重104号火箭累得要命104号火箭抗拉扯抗挤性强抗内压一套订时0到150339.7美国铁路150J5512.19992.414.88614.88620.178.31.13油夹克01900139.7低通滤波器1900P1107.72248.147.13998.5172.421.23.4919003000139.7低通滤波器1100P1109.17291.932.10951.3785.711.1330003574139.7低通滤波器574P11010.54335.719.26919.26917.871.24套管性能表钢级纽扣型壁厚/毫米外径/毫米名义重量/

5、N/m耐内压强度/MPa抗外挤强度/MPa抗拉强度/KN日本航空55号班机美国铁路9.65339.7795.418.8237.7912286.4日本航空55号班机美国铁路10.92339.7890.221.30510.6182646.7日本航空55号班机美国铁路12.19339.7992.423.78713.4453002.5N-80战斗机低通滤波器7.72139.7248.153.36543.2991548.0N-80战斗机低通滤波器9.17139.7291.963.36360.8811903.8年N-80战斗机低通滤波器10.54139.7335.768.12076.9452233.0P-

6、110战斗机低通滤波器7.72139.7248.173.36051.5731979.5年P-110战斗机低通滤波器9.17139.7291.987.15076.5322437.6P-110战斗机低通滤波器10.54139.7335.790.735100.2502860.2油层管设订：已知条件：油层管下深度H=3574m、外径139.7mm、二开最大钻井液密度m=1.32g/cm3、安全系数：耐挤出Sc=1.125、拉伸St=1.80 (考虑浮力)、耐内压si=。瞄准岩层的压力的当量密度o=2.3g/cm3通过直井(井倾斜角小)和单向应力进行修正解：根据主题要求，本定向井与直井(井斜角小)用单向

7、应力设定修正，根据主题要求外推负荷要求用岩层压力的当量密度o=2.3g/cm3修正第1段的套筒设定修订：1 .计算第1段套筒应具有的抗压强度(即第1段套筒下端的抗压强度)1 )用挤压强度修正第1段的套筒，由于套筒下端的外推压力最大，所以将套筒下端的外推压力作为第1段的套筒应该具有的挤压强度，完全用掏空来修正井底外推压力Pb=0. 00981 *o * h=0. 00981 *2.3* 3574=80.64 MPa2 )第1段套筒应具有的耐挤出强度Pc1=Pb *Sc=80.64*1.125=90.72Mpa根据第2.1段的套筒应具有的挤压强度，套筒性能表选择P-110、壁厚10.54mm的套筒

8、，其挤压强度为PC=100.25 MPa，拉伸强度为Tt1=2860.2KN，重量W1=0.3357KN/m第2段套筒设定修订：1 .第一段套筒的顶部截面位置取决于第二段套筒的下深，第二段套筒选择比第一段套筒低一段的套筒，套筒性能表选择P-110，壁厚9.17mm套筒，其挤出强度为PC=76.532 MPa2 .以抗挤出强度修正第2段套筒的下深度h2=PC/(0. 00981 *o * sc )=76.532/(0. 00981 *2.3*1. 125 )=3023米3 .实际的衬套为10m个，因此调整下深度，考虑到数据误差的安全，实际的第二段衬套的深度为H2=3000m，第一段衬套的长度为L

9、1=3574-3000=574m4 .校准第1段套筒的安全系数：1 )校准第1段套筒的耐挤出安全系数第1段套筒的实际耐挤出安全系数如下所示sc1=PC/Pb=100.25/80.64=1. 241.125 (安全)2 )检查第1段套筒的拉伸安全系数(因为套筒上端受到的拉伸力最大，所以第1段套筒的拉伸力是第1段套筒上端受到的拉伸力)。修正第1段套筒的浮力系数Bf=1-m/s=1-1.32/7.8=0.831订正第1段套筒的段重(空气中)T1=L1*W1=574*0.3357=192.69KN订正第1段套筒的浮起重量(钻井液中)t 1=l1* w1* BF=574 *0. 3357 *0. 831

10、=160.08 kn第1段套筒的拉伸系数(主题是考虑浮力的影响，请按浮起重量进行修正)ST1=TT1/t 1=2860.2/160.08=17.871.8 (安全)第3段的套筒设定修订：1 .第二段套筒的顶部截面位置取决于第三段套筒的下深，第三段套筒选择挤压强度低一段的套筒，套筒性能表选择P-110、壁厚7.72mm的套筒，其挤压强度为PC=51.573 MPa，拉伸强度tt3=1102 .以抗挤出强度修正第3段套筒的下深度h3=PC/(0. 00981 *o * sc )=51.573/(0. 00981 *2.3*1. 125 )=2031.76米3 .第3段的套筒受到其下面的第1段和第2

11、段的套筒的重量，其耐挤出强度下降，因此，减少第3段的套筒的下降深度，并且在调整的前提下考虑一定的安全误差，假设第3段的套筒实际上下降到H3=1900m，则第2段L2=H2- H3=3000-1900=1100m米4 .校准第2段套筒的安全系数：1 )检查第2段套筒的耐挤出安全系数第2段套筒的实际耐挤出安全系数为(下端面)sc2=PC/(0. 00981 *o * h2)=76.532/(0. 00981 *2.3* 3000 )=1. 131.125 (安全)修正第2段套筒的浮力系数Bf=1-m/s=1-1.32/7.8=0.831订正第2段套筒的段重(空气中)T2=L2*W2=1100*0.

12、2919=321.09KN订正第2段套筒的浮起重量(钻井液中)t 2=l2* w2* BF=1100 *0. 2919 *0. 831=266.83kn第2段套筒上端面的拉伸力(钻井液中)t 1t 2=160.87266.83=427.70kn第2段套筒的拉伸系数(主题是考虑浮力的影响，请按浮起重量进行修正)ST2=TT2/(t 1t 2)=2437.6/(160.08266.83 )=5. 711.80 (安全)5 .校准第3段套筒的安全系数：1 )校准第3段套筒的耐挤出安全系数第3段套筒的实际耐挤出安全系数为(下端面)sc3=PC/(0. 00981 *o * h3)=51.573/0.0

13、0981 *2.3* 1900=1. 21.125 (安全)2 )校正第3段套筒的拉伸安全系数(上端面)修正第三段套筒的浮力系数Bf=1-m/s=1-1.32/7.8=0.831订正第3段套筒的段重(空气中)T3=H3* W3=1900*0.2481=471.39KN订正第3段套筒的浮起重量(钻井液中)t 3=h3* w3* BF=1900 *0. 2481 *0. 831=391.73 kn第3段套筒上端面的拉伸力(钻井液中)t 1t 2t 3=160.87266.83391.73=819.43 kn第3段套筒的拉伸系数(主题是考虑浮力的影响，请按浮起重量进行修正)ST3=TT3/(t 1t

14、 2t 3)=1979.5/(160.87266.83391.73 )=1979.5/819.43=2. 421.80 (安全)6 .由校准数据可知，第三段套筒的拉伸系数已接近主题要求的最小拉伸系数，我们修订了第三段套筒，第三段套筒是最后的油层套筒，延伸到井口。7 .检查第3段套筒(井口)的耐内压安全系数(主题是要求耐内压强度接近防喷器的额定压力，因此防喷器的额定压力为井口内压力)。si=pi/PS=73.36/21=3. 491.10 (安全)表层套管设置修订：已知条件：下深度h表=150m、外径339.7mm、开挖井液密度m表=1.1g/cm3、防喷流器额定压力Ps表=21Mpa、安全系数

15、：耐挤出Sc=1.0、拉伸St=1.6、耐内压Si=1.0。 表层套筒的耐内压强度要求接近防喷器的额定压力，套筒钢级用J-55解：1 .根据主题要求表层管的耐内压强度接近防喷器的额定压力21 Mpa，根据耐内压强度检查表，从管的性能表中选择J-55、壁厚12.19mm管，其耐挤压强度为Pc表=13.445 Mpa、耐内压强度Pi表=23.787 Mpa、拉伸强度Tt表=3002.5KN、重量w表=0.9924KN/m2 .校正表层套管的安全系数：1 )校正表层套管的耐挤压安全系数(井底)补正表层套管应具有的抗挤强度(完全掏空补正井底外挤输出)。Pb表=0.00981*m表*H表=0.00981*1.1*150=1.62MPa表层套管应具有的耐挤压强度Pc表=Pb表*Sc=1.62*1.0=1.62MPa表层套管的实际抗挤出安全系数如下sc=PC表/Pb表=13.445/1.62=8.301.0 (安全)2 )核表层管的拉伸安全系数(井口)，关于主题的拉伸强度没有特别明确记载，所以从安全的观点出发，不考虑浮力进行了修正补正表层套管的段重(空气中)t表=H表*W表=150*0.9924=148.86KN表层套管的实际拉伸系数；ST=TT表/T表=3