中国石油大学（华东）：《海洋钻井工程》课程教学资源（PPT课件讲稿）第七章 固井与完井

第二节套管柱强度设计 E、套管的强度 1.抗拉强度 套管受拉应力作用时的破坏形式:1)套管本体被拉断;2)丝扣滑脱。 圆螺纹套管的丝扣滑脱负荷小于管体的屈服拉断负荷; 梯形螺纹套管和直联型套管的丝扣滑脱负荷大于管体的屈服拉断负荷。 2.抗挤强度 套管受外挤压力作用时的破坏形式主要是丧失稳定性,即失圆、挤扁。 套管开始丧失稳定性时的外挤压力值称为其抗挤强度。 3.抗内压强度 套管受内压力作用时的破坏形式是爆裂。 使套管爆裂的内压力称为其抗内压强度

第二节 套管柱强度设计 三、套管的强度 1. 抗拉强度 套管受拉应力作用时的破坏形式：1）套管本体被拉断；2）丝扣滑脱。 圆螺纹套管的丝扣滑脱负荷小于管体的屈服拉断负荷； 梯形螺纹套管和直联型套管的丝扣滑脱负荷大于管体的屈服拉断负荷。 2. 抗挤强度 套管受外挤压力作用时的破坏形式主要是丧失稳定性，即失圆、挤扁。 套管开始丧失稳定性时的外挤压力值称为其抗挤强度。 3. 抗内压强度 套管受内压力作用时的破坏形式是爆裂。 使套管爆裂的内压力称为其抗内压强度

第二节套管柱强度设计 三、套管的强度 4.双向应力作用下套管的强度一双向应力椭圆 (1)套管的应力状态 套管外力:轴向力和外挤压力(或内压力) 套管内应力:轴向应力Gz、周向应力G和径向应力ot。 对薄壁管,q<q,可忽略。则套管受双向应力(z、r)的作用 拉伸与外挤 拉伸与内压

第二节 套管柱强度设计 三、套管的强度 4. 双向应力作用下套管的强度——双向应力椭圆 （1）套管的应力状态 套管外力：轴向力和外挤压力（或内压力） 套管内应力：轴向应力 、周向应力 和径向应力 。 对薄壁管， ，可忽略。则套管受双向应力（ 、 ）的作用。  z  t r t  z  t  t  t  z  r Fm Poc Pic  t  z  r 拉伸与外挤 拉伸与内压

第二节套管柱强度设计 套管的强度 4.双向应力椭圆—双相应力作用下套管的强度 (2)双向应力椭圆 根据材料力学的第四强度理论,套管在双向应力作用下的 强度破坏条件为: 0+o 2 2 O 2

第二节 套管柱强度设计 三、套管的强度 4. 双向应力椭圆——双相应力作用下套管的强度 （2）双向应力椭圆 根据材料力学的第四强度理论，套管在双向应力作用下的 强度破坏条件为： 1 2 2 2 2 2 2 =         − +         + − = s t s z t s z z t z t s            

第二节套管柱强度设计 套管的强度 4.双向应力椭圆—双相应力作用下套管的强度 内涨 50 10 50 50 压缩 拉伸 100 一外挤

第二节 套管柱强度设计 三、套管的强度 4. 双向应力椭圆——双相应力作用下套管的强度 ,% s t   ,% s z   50 50 50 100 50 100 100 100 压缩 拉伸 外挤 内涨 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ