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套管居中设计与校核丁保刚;李国庆;姜文勇;李子丰【摘要】套管居中度是影响固井质量的重要因素.在中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5334-1996,即套管扶正器安装问距计算方法中,假设套管内外液体的密度相等,导致精度降低;另外.对井斜平面内扶正器与井壁的接触压力取了绝对值.虽然扶正率绝对值不变,但失去了偏心方向.在介绍SY/T5334-1 996的基础上,考虑了套管内外液体密度的差别和套管线重度的变化及套管的偏心方向,修正了计算套管扶正器安装间距的部分公式.在大庆油田20多口井应用均获得了成功.【期刊名称】《石油钻探技术》【年(卷),期】2009(037)001【总页数】4页(P58-61)【关键词】套管;扶正器;弹性;刚度;行业标准【作者】丁保刚;李国庆;姜文勇;李子丰【作者单位】中国石油大庆钻探工程公司钻井三公司,黑龙江,大庆,16341;大庆油出有限责任公司井下作业分公司,黑龙江,大庆163413;大庆油出有限责任公司井下作业分公司,黑龙江,大庆163413;燕山大学石油工程研究所,河北,秦皇岛,066004【正文语种】中文【中图分类】TE931+.2固井过程中，井眼中的套管居中度是影响注水泥顶替效率的重要因素。
居中度差，易形成宽边和窄边，顶替钻井液(清水)时，水泥浆易沿着宽边上返，从而窄边的钻井液顶替不干净或顶替不了，影响了固井质量。
石油科技工作者和相关领域专家对此问题都给予了高度重视，并开展过深入研究，取得了较多的研究成果[1-5]。
随着钻井技术的发展，特别是钻柱力学理论和分析方法的不断进步[6-10]，为准确分析和描述套管居中提供了基础和条件。
随着石油工业的不断发展和对高油气层产能效益的追求，对固井质量的要求也越来越高，因此如何准确把握井中套管串的居中状况，如何提高固井注水泥过程中的顶替效率，都已成为油田迫切需要解决的问题。
为此，笔者以井下套管柱受力状态为条件，通过修正套管串居中度模型，以实现准确分析和评价井下套管居中状况，合理设计套管扶正器安放位置，为提高定向井固井质量提供基础。
石油天然气工业输送管道强度校核计算引言：石油天然气工业输送管道是现代工业的重要组成部分，承担着将石油和天然气从生产地输送到消费地的重要任务。
为了确保管道的安全运行，必须对其强度进行校核计算。
本文将以人类的视角，详细描述石油天然气工业输送管道强度校核计算的过程与注意事项。
一、背景介绍石油天然气工业输送管道是一种长距离输送能源的关键设施，其承受着巨大的压力和重量。
因此，在设计和建设管道时，必须对其强度进行准确的校核计算，以确保其能够承受预期的工作条件下的压力和负荷。
二、校核计算的基本原理石油天然气工业输送管道的强度校核计算基于力学和材料力学的理论。
主要包括以下几个方面：1. 管道的受力分析：通过对管道内外部的压力、温度、重力等因素的分析，确定管道在工作条件下所受到的各种力的大小和方向。
2. 管道的应力分析：根据管道的几何形状、材料特性和受力情况，采用应力分析理论，计算出管道内部的应力分布情况。
3. 管道的强度校核：根据管道的材料特性和设计要求，将管道的应力与其强度极限进行比较，确定管道的强度是否满足设计要求。
三、校核计算的注意事项在进行石油天然气工业输送管道强度校核计算时，需要注意以下几个方面：1. 管道的材料特性：要准确了解管道的材料强度、韧性、可塑性等特性，以保证校核计算的准确性和可靠性。
2. 工作条件的确定：要准确确定管道的工作条件，包括压力、温度、介质等，以保证校核计算符合实际工作情况。
3. 设计要求的满足：要根据相关的设计规范和要求，对管道的强度进行校核，确保其满足设计要求。
4. 安全系数的考虑：为了确保管道的安全运行，通常会在校核计算中引入安全系数，以提高设计的可靠性和安全性。
四、结论石油天然气工业输送管道的强度校核计算是确保管道安全运行的重要环节。
通过受力分析、应力分析和强度校核等步骤，可以准确评估管道的强度是否满足设计要求。
在进行校核计算时，需要重点考虑管道的材料特性、工作条件、设计要求和安全系数等因素。
顶管穿越公路铁路用套管强度计算与校核
蒋庆梅;张小强
【期刊名称】《施工技术》
【年(卷),期】2015(0)S1
【摘要】针对国内外公路、铁路常用的顶钢筋混凝土套管穿越方式,给出了顶管穿越时需要考虑的荷载类型,详细介绍了顶管穿越公路、铁路时,采用的不同套管强度计算与校核方法,从而校核所选套管是否足够安全,强度是否能够满足工程需要,保证施工安全性。
【总页数】3页(P383-385)
【关键词】顶管穿越;荷载;套管强度校核
【作者】蒋庆梅;张小强
【作者单位】中国石油天然气管道工程有限公司线路室
【正文语种】中文
【中图分类】U175.5
【相关文献】
1.煤矿瓦斯抽排井套管强度校核计算方法探讨 [J], 耿建国;彭桂湘;袁志坚;李云峰;熊亮
2.端焊式套管换热器的强度计算及稳定性校核 [J], 徐小龙;谢智刚;段瑞;张迎恺
3.顶管穿越套管荷载计算 [J], 刘钰
4.管道穿越铁路和公路是否需要套管 [J], 罗付绪
5.顶管穿越套管荷载计算 [J], 刘钰
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![第6讲-[第二章-套管柱及注水泥设计]——套管柱强度设计方法](https://uimg.taocdn.com/8e98958c85254b35eefdc8d376eeaeaad1f316a5.webp)
设计举例：例题：某井177.8 mm(7 英寸)油层套管下至3500 m ，下套管时的钻井液密度为1.303/cm g ，水泥返至2800 m ，预计井内最大内压力 35 MPa ，试设计该套管柱 （规定最小段长500 m ）。
规定的安全系数：Sc=1.0，Si = 1.1，St =1.8解：（1）计算最大内压力，筛选符合抗内压要求的套管抗内压强度设计条件为： 筛选套管：C-75，L-80，N-80，C-90，C-95，P-110 按成本排序：N-80 < C-75 < L-80 < C-90< C-95< P-110 （2）按抗挤设计下部套管段，水泥面以上双向应力校核 1）计算最大外挤力， 选择第一段套管Pa D p m oc 5.4463535003.181.981.9max =⨯⨯==ρ1oc c c p S p ⋅≤5.446350.15.4463548401=⨯≥ 安全2）选择第二段套管选低一级套管，第一段抗拉强度校核22oc c c p S p ⋅≤ 229.81m c c D S p ρ⋅≤223730129259.819.81 1.3 1.0c m c p D mS ρ≤==⨯⨯第二段套管可下深度D 2，第一段套管长度L 1 取D 2=2900m (留有余量)m D D L 60029003500211=-=-=双向应力强度校核，最终确定D 2和L 1D 2 =2900 m ＞2800 m ，超过水泥面，考虑双向应力危险截面：水泥面2800m 处 浮力系数：834.085.73.111=-=-=s m f K ρρ 轴向拉力：()()水泥面11222800 0.8340.42346000.379529002800243.2m B F K q L q D kN⎡⎤=+-⎣⎦⎡⎤=⨯⨯+⨯-=⎣⎦存在轴向拉力时的最大限度允许抗外挤强度：水泥面222243.21.030.7437301 1.030.74354922686.7m ca c s F p p kPa F ⎛⎫⎛⎫=-=⨯-= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭22800354920.9919.81 1.32800ca C oc p S p '===<⨯⨯ 不安全解决办法： 将第一段套管向上延伸至水泥面以上。
套管柱结构与强度设计套管柱结构是石油工程中常用的一种结构形式，它由多个套管组合而成，通常用于油井的钻探和生产过程中。
套管柱的设计需要考虑到其承受外部压力和内部流体压力时的强度问题，以确保其能够在复杂的地质条件下安全地运行。
首先，我们需要了解套管柱结构的基本组成。
一般来说，套管柱由多个套管和接头组合而成。
每个套管都有自己的内径、外径、壁厚等参数，而接头则用于连接不同大小或类型的套管。
在实际应用中，还需要考虑到其他因素如防腐、防爆等问题。
接下来，我们需要考虑到套管柱在承受外部压力时所需具备的强度。
这主要包括两个方面：弯曲强度和挤压强度。
对于弯曲强度来说，我们需要计算出套管在受到侧向载荷时所能承受的最大应力值。
这需要考虑到材料本身的性质、壁厚、长度等因素，并采用相关公式进行计算。
同时，在实际应用中，还需要考虑到套管的支撑方式、地质条件等因素。
对于挤压强度来说，我们需要计算出套管在承受内部流体压力时所能承受的最大应力值。
这同样需要考虑到材料本身的性质、壁厚、长度等因素，并采用相关公式进行计算。
同时，在实际应用中，还需要考虑到套管的接头、防爆措施等因素。
除了以上两个方面，我们还需要考虑到套管柱在复杂地质条件下所需具备的其他强度。
例如，在遇到断层或者地震等情况时，套管柱需要具备足够的抗震和抗变形能力。
这需要在设计时考虑到不同情况下套管柱结构的变化和调整。
总之，套管柱结构设计是石油工程中非常重要的一环。
它不仅涉及到工程安全和效率问题，还涉及到环境保护和资源利用问题。
因此，在进行设计时，我们需要充分考虑各种因素，并采用科学合理的方法进行计算和优化。
只有如此，才能确保套管柱结构在实际应用中具备足够的强度和稳定性。
套管抗内压强度标准
套管抗内压强度是指套管在井下作业中承受内压力的能力，是评价套管质量和
安全性的重要指标。
套管抗内压强度标准的制定和执行对于保障油气井的安全生产具有重要意义。
首先，套管抗内压强度标准的制定应当充分考虑油气井的实际工作环境和工作
条件。
不同地质条件、井深、井压等因素都会对套管的抗内压强度提出不同的要求，因此标准制定者需要对各种工况下套管的抗压性能进行充分的分析和研究，确保标准的科学性和实用性。
其次，套管抗内压强度标准的执行需要严格监督和检测。
只有严格执行标准，
才能保证套管的质量和安全性。
在套管生产、运输、安装等环节，都需要进行严格的质量控制和检测，确保套管的抗内压强度符合标准要求。
同时，对于已投入使用的套管，也需要进行定期的检测和评估，及时发现和处理存在的安全隐患。
此外，套管抗内压强度标准的不断完善和提高也是非常重要的。
随着油气勘探
开发技术的不断进步和油气井工作条件的不断变化，套管抗压性能的要求也在不断提高。
因此，标准制定者需要密切关注行业发展的动态，及时修订和完善套管抗内压强度标准，确保其与时俱进，满足行业的实际需求。
总之，套管抗内压强度标准的制定和执行对于保障油气井的安全生产至关重要。
只有科学合理的标准和严格的执行，才能保证套管的质量和安全性，为油气井的稳定生产提供可靠保障。
希望相关部门和企业能够高度重视套管抗内压强度标准，共同努力，为行业发展和安全生产做出积极贡献。
强度校核公式
强度校核是通过对建筑结构抗压及抗弯承载能力的校核，以确定结构是否能承受设计荷载及可能出现的偶然荷载，使其具有足够的稳定和安全。
一般来说可以通过下述公式进行校核：
抗压：ɰP n/(fck*bd2)
抗弯：ɰM n/(fck*bd2*d)
其中，ɰP n、ɰM n分别为承载力计算中的准则值；fck为配筋混凝土的设计强度等级；b为截面的宽度，d为截面的厚度，d≤d min。
其中，两个分子部分分别为已把握荷载输入后准备进行材料强度分析的“抗压强度”和“抗弯强度”，而两个分母分别为材料强度分析所需的“设计强度等级”和“受力截面面积”等，这就是强度校核公式。
150型全回转全套管钻机中平台强度校核Abstract： Full rotary casing drilling rig platform is main stress component while working. According to working characteristics of middle platform of full rotary casing drilling rig，two kinds of working situations―lifting and lining， and underdraught， are analyzed on statics by using ANSYS software，which provides theoretical analysis for improving structural stress and structural optimization design.0 引言全回转套管钻机是就地灌注的施工机械之一。
在易塌孔和复杂地层地层，采用全回转全套管钻进工艺，配合如冲锤、抓斗等钻具，钻进岩石层和卵砾石层，对防滑坡和基础桩桩的进行施工。
近几年，在城市一次开发利用的地区多次处理原有的基桩。
施工时装有带回转钻头的套管，垂直钻入地基。
旋进施工中套管一边保持孔壁，一边作往复圆周回转以及垂直钻进，进行强力钻削并压入地基。
全回转套管钻机工作时首先由夹紧油缸加紧套管，然后回转马达驱动套管对土进行360°旋转切削，最后由起拔油缸带动套管上下运动。
夹紧油缸在夹紧套管时有两种基本形式。
一种是中平台固定夹紧油缸带动上平台上下运动进行夹紧。
另一种是上平台固定夹紧油缸带动中平台上下运动进行夹紧。
本文以中平台固定上平台随动的全回转套管钻机为研究对象，对其上中下平台进行强度分析，为结构的进一步改进提供基础。
1 全回转套管钻机的组成全回转套管钻机主要由全套管钻机机架本体、夹持装置、回转装置、压入起拔装置四部分构成。
压力容器强度校核公式压力容器是一种用于贮存或输送气体、液体等物质的设备，在工业生产中广泛应用。
其使用中的安全性是至关重要的，因此需要根据相关标准和规范进行强度校核。
本文将介绍压力容器强度校核的公式及其相关内容。
首先，需要明确的是，压力容器的强度校核是通过计算容器的应力及变形情况来判断容器是否足够强度，能够承受内部或外部的压力。
强度校核的公式会涉及到容器的几何尺寸、材料性能、内外压力等参数。
根据国际标准，常见的压力容器强度校核公式有以下几种：1.材料强度校核公式：根据材料的特性，常见的强度校核公式有拉伸强度计算公式、屈服强度计算公式、冲击强度计算公式等。
具体选择一个适合的公式需要根据所用材料以及工作条件来确定。
2.壁厚校核公式：压力容器的壁厚是直接影响其强度的因素之一、常见的壁厚校核公式有以下几种：-索刚公式：T=[PD]/[2S+0.6P]-拉普拉斯公式：P=[S]/[R]-强度理论公式：T=[PD]/[2S-0.2P]其中，T为壁厚，P为内压力，D为内径，S为许用应力，R为外半径。
3.焊缝强度校核公式：在压力容器制作过程中，常常需要对焊缝进行强度校核。
- 焊缝强度校核公式：F = [2P(h + a)]/[lt + 2a]-波动系数公式：I=[l+(0.5+e/a)h]/[(t+a)(1+e/b)]其中，F为焊强度，P为内压力，h为坡口深度，a为根宽，l为焊缝长度，t为焊缝壁厚，e为焊缝波动系数。
此外，还需要考虑容器的安全系数以及相关的载荷作用的影响等因素。
根据具体的使用条件和所需的安全性能，选择合适的公式进行强度校核，并确保满足相关标准和规范的要求。
需要注意的是，以上公式仅是一些常见的压力容器强度校核公式，并不能涵盖所有情况。
在实际应用中，还需要根据具体的情况选择合适的校核公式，并结合相应的标准和规范进行设计。
总结起来，压力容器的强度校核是保证容器安全可靠运行的重要环节。
根据材料的强度、壁厚、焊缝强度等因素进行计算，并结合安全系数和标准规范来确定容器的强度校核。
3 API 套管强度3.1 API 套管抗挤强度 3.1.1 屈服挤毁强度值当外挤压应力作用在套管管壁上使套管材料达到屈服强度时，管体将会发生塑性变形，此时即被认为不安全。
当管体发生塑性变形时，通过承受均匀载荷的厚壁筒的拉梅公式，可推导出如下 API 屈服强度挤毁公式：当套管的径厚比满足(/)(/)c c yp D D δδ≥时：co 2(/)12[](/)c P c D p Y D δδ-=式中：p co —屈服抗挤强度，MPa ；Y p —套管材料的最小屈服强度，MPa （其值钢号字母后面的数据乘以 6.894757） D c —套管的名义外径，mm ； δ—套管的名义壁厚，mm ；其中：(/)c yp p D δ=4721032.8762 1.5488510 4.480610 1.62110p p p A Y Y Y ---=+⨯+⨯-⨯50.0262337.3410pB Y -=+⨯4273465.93 4.4741 2.20510 1.128510p p p C Y Y Y --=-+-⨯+⨯3.1.2 塑性挤毁强度值当套管的径厚比满足(/)(/)(/)c yp c c pt D D D δδδ≤≤时，套管在外挤压力作用下的挤毁属于塑性强度挤毁，其API 抗挤强度由下式计算。
co 2[]0.0068947(/)P c Ap Y B CD δ=--式中：p co —塑性挤毁强度，MPa ，系数 A 、B 、C 计算同前。
式中（D c /δpt 为塑性强度挤毁与过度强度挤毁临界点的径厚比，当塑性强度挤毁压力等于过度强度挤毁压力时得出塑性挤毁强度与过度挤毁强度临界值的径厚比，用下面公式计算：()(/)0.0068947()p c pt p Y A F D C Y B G δ-=+-其中公式的系数 F ，G 由图解法求的，计算如公式5323/3.23710()2/3/3/[(/)](1)2/2/p B A B A F B A B A Y B A B A B A ⨯+=--++(/)G F B A =3.1.3 过渡挤毁强度值当套管的径厚比满足(/)(/)(/)c pt c c te D D D δδδ≤≤时，套管在外挤压力作用下的挤毁属于过度挤毁（塑弹性挤毁强度），其抗挤强度由下式计算：co [](/)P c Fp Y G D δ=-式中：p co —过度挤毁强度，MPa当过度强度挤毁压力等于弹性强度挤毁压力时，得出过度挤毁强度与弹性挤毁强度临界值的径厚比，计算公式如下式：2/(/)3/c te B AD B A δ+=3.1.4 弹性挤毁强度值当套管的径厚比满足(/)(/)c c te D D δδ≥时，套管在外挤压力作用下的挤毁属于弹性挤毁，其抗挤强度由如下式计算：5co 3.23710(/)(/1)c c p D D δδ-⨯=-式中：p co —弹性挤毁强度，MPa式中（D c /δte ）为过度挤毁强度与弹性挤毁强度临界点的径厚比。
强度校核的计算步骤嘿，咱今儿就来聊聊强度校核的计算步骤这事儿哈！你说这强度校核，就好比给一个东西做个体检，看看它能不能扛得住各种压力和折腾。
首先呢，咱得搞清楚要校核的对象是啥，就像医生得知道要给谁看病一样。
这是基础哇，要是对象都没搞对，那后面不就都白忙活啦！然后呢，得收集各种相关的数据，啥材料特性啦、受力情况啦等等。
这就好比做菜得准备好食材调料一样，少一样都不行。
这些数据可得准确，不然算出来的结果那能靠谱吗？接着呢，根据这些数据选用合适的计算公式和方法。
这就像是走路得选对路一样，路选错了可就走不到目的地喽。
这一步可得仔细，可不能马马虎虎的。
计算的时候呢，就得像小学生做算术题一样，认真仔细，一个数字一个符号都不能错。
要是算错了，那可就好比盖房子根基没打好，后果不堪设想哇！算完了之后，还得和标准值或者规定值啥的对比一下。
这就好像考试看成绩一样，得看看及格没及格呀。
要是没达到要求，那可就得想办法改进啦。
改进的过程呢，就像给病人治病似的，得对症下药。
找到问题出在哪儿，然后采取相应的措施，让它变得更强更壮。
强度校核可真是个重要的事儿啊，它关系到各种东西的安全性和可靠性。
你想想，要是一座桥强度校核没做好，万一哪天塌了咋办？要是一个机器零件强度校核没做好，突然坏了影响生产咋办？所以哇，可千万别小瞧了这强度校核的计算步骤。
咱平时生活中也有很多类似强度校核的事儿呢。
比如说咱锻炼身体，也得根据自己的身体状况选择合适的运动和强度，这也算是一种“强度校核”吧！不然过度锻炼反而伤了身体，那不就得不偿失啦。
总之呢，强度校核的计算步骤虽然听起来有点复杂，但只要咱一步一步认真去做，肯定能做好。
就像爬山一样，只要一步一个脚印，总能爬到山顶，看到美丽的风景。
大家可都要记住这些步骤哦，说不定啥时候就用上啦！这可不是开玩笑的呀！。
压力管道强度理论及校核实际工程中，很少有管子仅承受单一的拉压、剪切、扭转或弯曲载荷，而多是两种或多种载荷同时作用，这样就使得应力的求解变得复杂起来。
与简单的拉压、剪切、扭转和弯曲相比，它的难点主要是表现在以下两个方面：其一是管子中各点的应力求解困难。
此时因涉及的未知变量较多，建立的相应静力平衡方程、物理方程和几何方程较多，求解这些方程的计算工作十分浩繁;其二是管子中的各点可能同时承受三个方向的主应力和六个面上的剪应力，这些应力对材料的强度都将产生影响。
此时如何建立与许多应力有关的强度校核公式是十分棘手的，它既不能象简单变形形式那样用单一的强度指标进行判断，又不能对各个应力分别施以判断，这样做也是不现实的。
下面就针对上述两个问题的解决方法进行介绍。
(一)复杂应力状态下的应力求解对于几何形状比较规则的管子，无论它受力多么复杂，都可以按前面所介绍的步骤和方法进行求解。
即首先从管子中取一微元，然后根据受力情况、几何形状、边界条件等分别建立其静力平衡方程、物理方程和几何方程，然后联解方程。
复杂应力状态下的静力平衡方程、物理方程和几何方程型式如下：1、静力平衡方程：ΣFx=0; ΣFy=0; ΣFz=0ΣMx=0; Σmy=o; ΣMz=02、物理方程：3、几何方程：很显然，对于空间几何形状、受力和边界条件复杂的管道系统，要想对每个管道元件建立并求解上面的联合方程确实不是一件容易的事。
但随着电子计算机的应用，这样的计算就不再是难事了。
事实上，目前计算机已广泛应用于这类问题的计算。
对于形状不规则的管道元件，尤其是管道元件局部形状不规则时(如三通分支的根部、对焊法兰颈部弯曲过渡处等)，有时很难通过其平衡方程、物理方程和几何方程求出能满足边界条件的方程解，也就是说其应力将无法通过方程进行求解，此时往往作出一些假设，或根据试验找出一些修正系数来简化计算，从而求出一些工程上尚可使用的近似解。
值得一提的是，随着有限元技术的发展，它在求解复杂情况下的应力分析计算中得到了应用。
