第二节套管柱强度设计 套管柱的受力分析 轴向拉力:自重、弯曲应力、注水泥附加拉力、 动载、摩阻等 井下套管柱的受力{外挤压力:管外液柱压力、地应力 等 内压力:地层流体压力、压裂及注水等压力
第二节 套管柱强度设计 二、套管柱的受力分析 井下套管柱的受力 轴向拉力：自重、弯曲应力、注水泥附加拉力、 动 载、摩阻等。 外挤压力：管外液柱压力、地应力 等 内压力：地层流体压力、压裂及注水等压力
第二节套管柱强度设计 套管柱的受力分析 1.轴向拉力的计算 ★在常规的套管柱设计中,轴向拉力一般按套管的重力计算 。其它一些轴向载荷,如弯曲应力引起的附加拉力、动载荷、注 水泥引起的附加拉力、摩阻力等,一般考虑在安全系数之内。 ★在定向井、大斜度井、水平井的弯曲井段,要加上弯曲应 力引起的附加拉力。 ★在大斜度井、水平井和大位移井的大斜度井段,要考虑摩 擦阻力对轴向拉力的影响
第二节 套管柱强度设计 二、套管柱的受力分析 1. 轴向拉力的计算 ★ 在常规的套管柱设计中，轴向拉力一般按套管的重力计算 。其它一些轴向载荷，如弯曲应力引起的附加拉力、动载荷、注 水泥引起的附加拉力、摩阻力等，一般考虑在安全系数之内。 ★ 在定向井、大斜度井、水平井的弯曲井段，要加上弯曲应 力引起的附加拉力。 ★ 在大斜度井、水平井和大位移井的大斜度井段，要考虑摩 擦阻力对轴向拉力的影响
第二节套管柱强度设计 、套管柱的受力分析 1.轴向拉力的计算 (7—7) qili 2q;L;(1-) (7-8) ∑KBq;L ∑q ★套管自重产生的轴向拉力,自下而上逐渐增大,在井口处达到最大。 ★国内在套管设计中,轴向拉力一般按套管在空气中的重力计算。但在 考虑轴向拉力对套管抗挤强度的影响时,按套管的浮重计算
第二节 套管柱强度设计 二、套管柱的受力分析 1. 轴向拉力的计算 i n i m i n i B i s d i n i m i i n i o i q L K q L F q L F q L = = = = = = = − = 1 1 1 1 (1 ) ………………………. （7—7） …………. （7—8） ★ 套管自重产生的轴向拉力，自下而上逐渐增大，在井口处达到最大。 ★ 国内在套管设计中，轴向拉力一般按套管在空气中的重力计算。但在 考虑轴向拉力对套管抗挤强度的影响时，按套管的浮重计算
第二节套管柱强度设计 套管柱的受力分析 2.外挤压力的计算 在常规的套管柱设计中,套管所承受的外挤压力一般按套管完全掏空时 的管外钻井液液柱压力计算。 P=9.leaD (710) 套管住所受到的外挤力,在井底最大,在井口处最小
第二节 套管柱强度设计 二、套管柱的受力分析 2. 外挤压力的计算 在常规的套管柱设计中，套管所承受的外挤压力一般按套管完全掏空时 的管外钻井液液柱压力计算。 Poc = 9.81 d D ……………………….（7—10） 套管住所受到的外挤力，在井底最大，在井口处最小
第二节套管柱强度设计 、套管柱的受力分析 3内压力的计算 在套管柱设计中,国内外普遍采用以下方法计算套管的内压力: 有效内压力=井口压力+(管内液柱压力管外液柱压力) 一般地讲,套管内流体(天然气、油或钻井液)的密度小于或等于套管 外流体(钻井液)的密度。因此,套管柱的有效内压力在井口处最大,即套 管 的最大有效内压力为井口压力。 井口压力的确定方式有四种: (1)溢流(气侵)关井情况,井口压力等于地层压力 (2)以井口防喷装置的额定工作压力作为井口压力 (3)以套管内完全充满天然气计算井口压力 1.1155×10-4GD P=D(G+△Gr (4)以套管鞋处的地层破裂压力值确定井口压力:
第二节 套管柱强度设计 二、套管柱的受力分析 3. 内压力的计算 在套管柱设计中，国内外普遍采用以下方法计算套管的内压力： 有效内压力= 井口压力+ （管内液柱压力-管外液柱压力） 一般地讲，套管内流体（天然气、油或钻井液）的密度小于或等于套管 外流体（钻井液）的密度。因此，套管柱的有效内压力在井口处最大，即套 管 的最大有效内压力为井口压力。 井口压力的确定方式有四种： （1）溢流（气侵）关井情况，井口压力等于地层压力。 （2）以井口防喷装置的额定工作压力作为井口压力。 （3）以套管内完全充满天然气计算井口压力： （4）以套管鞋处的地层破裂压力值确定井口压力： GD b i e P P 4 1.1155 10 − = ( ) Pi = D G f + DG f