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钻井套管强度计算

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序号钢级*外径*壁厚段长*壁厚*泥浆密度*pckg/mk液柱压力PPBYP套管外径抗拉强度/P段重累计重量下深Hpcc抗内压系数抗拉系数N抗挤系数n

1J55*244.5*8.944.20108.92104.728.941.08142.0053.57604.6511.76247.503867244.5209.565.615.61108.92140.7121.0437.3611.96

1J55*139.7*7.724.90219.67214.777.721.30345.2025.30291.8428.56373.973867139.7124.745.4346.63219.67319.2713.102.6811.18

2J55*139.7*6.20219.671174.16954.496.201.30219.3020.83237.58152.64300.343867139.784.3719.8841.201174.16196.961.972.051.29

3J55*139.7*7.721174.162016.66842.507.721.30345.2025.30291.84262.17373.973867139.7124.7421.3221.322016.66360.961.435.851.38

4J55*139.7*6.202016.661326.00-690.666.201.20219.3020.83237.58159.12300.343867139.784.37(14.39)(10.88)1326.00215.991.89-7.761.36

5J55*139.7*7.721326.001464.65138.657.721.20345.2025.30291.84175.76373.973867139.7124.743.513.511464.65344.552.1335.561.96

6N80*139.7*7.721464.651486.3621.717.721.20620.725.30404.23178.36373.973867139.7157.850.550.551486.36597.612.10287.393.35

7J55*139.7*7.721486.361551.0864.727.721.20345.2025.30291.84186.13373.973867139.7124.741.641.641551.08327.072.0176.181.76

1J55*339.7*9.655.15181.22176.079.651.2079.481.10914.8221.75192.243867339.7247.2114.2814.28181.2278.138.8417.313.59

1J55*139.7*7.724.901733.871728.977.721.40345.225.30291.84242.74373.973867139.7124.7443.7436.281733.87375.821.543.441.55

2J55*139.7*6.201733.87254.92-1478.956.21.30219.320.83237.5833.14300.343867139.784.37-30.81(7.47)254.92218.269.06-11.306.59

3J55*139.7*7.72254.92299.0444.127.721.30345.225.30291.8438.88373.975625139.7124.741.1223.34299.04321.259.625.348.26

4J55*139.7*6.20299.041186.41887.376.201.30219.320.83237.58154.23300.343867139.784.3718.4822.221186.41215.771.953.801.40

5J55*139.7*7.721186.411334.27147.867.721.30345.2025.30291.84173.46373.973867139.7124.743.743.741334.27311.432.1633.351.80

6N80*139.7*7.721334.272332.31998.047.721.25620.725.30404.23291.54373.973867139.7157.8525.2525.252332.31620.311.286.252.13

7N80*139.7*7.724.9014.849.947.721.20441.525.30404.231.78373.975625139.7157.850.250.2514.84441.23210.00627.68247.77

8J55*244.5*10.034.40100.2695.8610.031.11180.759.52675.4211.13277.703867244.5236.325.715.71100.26179.1524.9541.4216.10

1J55*244.5*8.944.15100.3396.188.941.1014253.57604.6511.04247.503867244.5209.565.155.15100.33140.7722.4340.6712.76

1*J55*139.7*7.724.9015.9611.067.721.40345.2025.30291.842.23373.973867139.7124.740.2842.9715.96344.87167.372.90154.35

2*J55*139.7*6.2015.961008.53992.576.201.40219.3020.83237.58141.19300.343867139.784.3720.6842.691008.53197.712.131.981.40

3*J55*139.7*7.721008.531878.87870.347.721.40345.2025.30291.84263.04373.973867139.7124.7422.0222.021878.87316.191.425.661.20下入井段*套管强度计算

4*J55*139.7*6.201878.871131.41-747.466.201.35471.1020.83237.58152.74447.603867139.784.37(15.57)(11.99)1131.41498.932.93-7.033.27

5*J55*139.7*7.721131.411272.77141.367.721.35597.0025.30291.84171.82521.233867139.7124.743.583.581272.77589.553.0334.883.43

1N80*139.7*9.171272.771671.42398.659.171.55620.7029.76476.02259.07646.155625139.7194.1411.868.511671.42604.652.4922.812.33

2J55*139.7*7.721671.421686.5715.157.721.55848.8025.30291.84261.42668.493867139.7124.740.380.381686.57847.682.56325.443.24

3J55*139.7*6.201686.571145.55-541.026.201.40471.1020.83237.58160.38447.603867139.784.37(11.27)(11.27)1145.55491.852.79-7.493.07

4N80*139.7*9.171686.571684.75-1.829.171.55620.7029.76476.02261.14646.155625139.7194.14(0.05)0.001684.75620.772.47#DIV/0!2.38

5J55*139.7*7.721684.751715.6430.897.721.451100.6025.3291.84248.77815.753867139.7124.740.7818.271715.641097.643.286.834.41

J55*339.7*9.655.15220.83215.689.651.1579.481.10914.8225.40192.243867339.7247.2117.4917.49220.8379.407.5714.133.13

J55*139.7*7.724.902014.822009.927.721.25848.8025.30291.84251.85668.493867139.7124.7450.8558.882014.82824.472.652.123.27

N80*139.7*7.722014.822332.31317.497.721.25620.725.30404.23291.54373.973867139.7157.858.038.032332.31620.701.2819.652.13

2N80*139.7*9.17794.121231.04436.921.70620.729.76476.02209.28646.1513.0081.211231.04603.053.090.002.88

3N80*139.7*9.18972.502104.881132.381.701423.547.62952.9357.83991.9653.9268.202104.881336.092.770.003.73

J55*339.7*9.655.15181.22176.079.651.2079.481.10914.8221.75192.243867339.7247.2114.2814.28181.2278.138.8417.313.59

J55*139.7*7.724.901733.871728.977.721.40345.225.30291.84242.74373.973867139.7124.7443.7453.731733.87332.781.542.321.37

N80*139.7*7.721733.872128.70394.837.721.40620.725.30404.23298.02373.973867139.7157.859.999.992128.70620.701.2515.802.08

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考虑制造缺陷的套管抗挤强度计算新模型

考虑制造缺陷的套管抗挤强度计算新模型

第３４卷第１期　２０１２年１月　石　油　钻　采　工　艺　

０ＩＬ　ＤＲＩＬＬＩＮＧ＆ＰＲＯＤＵＣＴ１０Ｎ　ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ　Ｖｏ１．３４　Ｎｏ．１　

Ｊａｎ．２０１２　

文章编号：１０００—７３９３（２０１２）Ｏ１　００３６—０３　

考虑制造缺陷的套管抗挤强度计算新模型　

孙永兴　’　易炳冈０　林元华　韩烈祥　施太和　

（１．川庆钻探工程公司钻采工程技术研究院，四川广汉６１８３００；２．西南石油大学石油管工程重点实验室，四川成都６１０５００　３　重庆气矿工程技术与监督部，重庆４０００２１）　

引用格式：孙永兴，林元华，韩烈祥，等．考虑制造缺陷的套管抗挤强度计算新模型［Ｊ］．石油钻采工艺，２０１２，３４（１）：３６—３８．　

摘要：ＡＰＩ　５Ｃ３未考虑套管的制造工艺及缺陷对套管抗挤强度的影响，已不能准确地预测套管实际抗挤强度。ＡＰＩ／ＩＳＯ工　

作组针对ＡＰＩ　５Ｃ３存在的不足，修订了现行ＡＰＩ　５Ｃ３标准，给出了含制造缺陷的抗挤新模型，大大提高了套管强度计算的科学　

性。研究中发现，ＩＳＯ抗挤新模型并不适合所有壁厚段套管强度的计算，为此，在研究和评价ＩＳＯ新抗挤模型的基础上，提出了　

考虑制造缺陷的抗挤强度计算新模型。通过与ＩＳＯ／ＴＧ提供的上百个实物挤毁数据对比验证，本文所给出计算式的计算精确　

度明显好于ＡＰＩ　５Ｃ３挤毁公式及ＩＳＯ新模型，为套管强度的设计提供了新的参考依据。　

关键词：套管；抗挤强度；制造缺陷；计算模型　

中图分类号：ＴＥ９３１．２　文献标识码：Ａ　

Ａ　ｎｅｗ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ　ｆｏｒ　ｃａｓｉｎｇ　ｃｏｌｌａｐｓｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　

ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　ｉｍｐｅｒｆｅｃｔｉｏｎｓ　

ＳＵＮ　Ｙｏｎｇｘｉｎｇｌ，２，Ｙｉ　Ｂｉｎｇｇａｎｇ　，ＬＩＮ　Ｙｕａｎｈｕａ２，ＨＡＮ　Ｌｉｅｘｉａｎｇ　，ＳＨＩ　Ｔａｉｈｅ　

（１．ＣＣＤＣＤｒｉｌｌｉｎｇ＆ＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ．Ｇｕａｎｇｈａｎ　６１８３００．Ｃｈｉｎａ；　

石油钻井常用计算公式

石油钻井常用计算公式

常 用 公 式

一、配泥浆粘土用量

二、加重剂用量

W加=)()(加重后加重剂原浆加重后泥浆量加重剂ρρρρρ󰀀󰀀V

三、稀释加水量

Q水=)()(水稀释后稀释后原浆原浆量水ρρρρρ󰀀󰀀V

四、泥浆上返速度

V返=)d(7.1222钻具井径󰀀DQ

五、卡点深度

(1) L=9.8ke/P (㎝、KN)

(2)L=ｅEF/105P=Ke/P

(㎝，t ，K=21F=EF/105 ，E=2.1×106 ㎏/㎝2)

5”壁厚9.19 K=715 3 1/2壁厚9.35 K=491 )()(水土水泥浆泥浆量土土ρρρρρ󰀀󰀀VW

六、钻铤用量计算 Lt. =m.q.k p󰀀

式中p ---钻压，公斤, q --钻铤在空气中重,量公斤／米，

K ---泥浆浮力系数， Lt ---钻铤用量, 米,

m---钻铤附加系数（１．２至１．３）

七、 泵功率 N=7.5 Q p （马力）

式中p－实际工作泵压（k g /cm 2）, Q –排量（l /s ）

八、钻头压力降 p 咀=4 e22 d c Q.827.0 （kg /cm 2）

式中ρ－泥浆密度（g /cm 3）, Q –排量（l /s ）,

C ---流量系数（取０．９５－０．９８５）

d e ---喷咀当量直径（cm），d e＝232221 d d d

九、喷咀水功率 N咀=7.5 Q p咀＝4 e23 d c Q.11.0󰀀

十、喷射速度过 v 射=2 e d Q 12.74c

十一、冲击力 F冲 =2 e2 d Q.12.74

十二、环空返速V= 22 dD Q 12.74

式中ρ－泥浆密度（g /cm 3）, Q –排量（l /s ）,

C ---流量系数（取０．９５－０．９８５）

d e ---喷咀当量直径（cm），d e＝232221 d d d

钻井重点

钻井重点

重钻井液加重剂轻钻井液重钻井液加重剂轻钻井液加重剂VW t （4—12）

式中 加重剂——加重材料密度，g/cm3；

重钻井液——加重后钻井液密度，g/cm3；

轻钻井液——加重前钻井液密度，g/cm3；

轻钻井液V——加重前钻井液体积，m3。

例：某井打开油层前共有钻井液450m3，其密度为1.20g/cm3，现根据地层压力须加重到1.40g/cm3，问需要重晶石（密度4.00g/cm3）多少？

解：由式（4—12）可得

5.13840.10.4)20.140.1(0.4450W t

答：需用重晶石138.5 t。

轻钻井液加重剂轻钻井液重钻井液加重剂重钻井液加重剂VW t （4—13）

式中 重钻井液V——欲配制高密度钻井液体积，m3。

其他符号的意义与式（4—12）相同。

例：有密度为1.20g/cm3的钻井液，欲配成密度为1.60g/cm3的钻井液150m3，问需用重晶石（密度4.00g/cm3）多少？

解：由式（4—13）得

7.8520.10.4)20.160.1(0.4150W t

答：需用重晶石85.7 t。

水稀释浆稀释浆重钻井液重钻井液水VV （4—14）

式中 水V——所需假水量，m3；

重钻井液V——原高密度钻井液体积，m3；

重钻井液——原高密度钻井液密度，g/cm3； 稀释浆——稀释后钻井液密度，g/cm3。

例：有300m3密度为1.35g/cm3的钻井液，欲加淡水降低密度到1.15g/cm3，需加水多少。

解：由式（4—14）得：

340000.115.115.135.1300mV

钻井手册

钻井手册

钻井手册（第2版）（共2卷）专注于实际应用技术，并且具有理论知识和实践经验。该手册分为两册。第一卷的主要内容包括：钻井设计，地层压力和井眼结构，套管设计和套管操作，固井完井，钻井液，钻头和钻井参数设计，井控技术，钻柱和井底组件设计；第二卷的主要内容包括：特殊工艺井的钻井，欠平衡钻井，海上钻井，深井和超深井钻井，钻井设备和工具以及地质条件综合质量评估，钻井HSE管理，井下复杂性和事故，新钻井技术，附录。

内容有效性

钻井手册（第2版）（共2卷）可供从事石油和天然气钻探工程的技术人员和管理人员使用，以及相关专业技术人员，管理人员和相关大专院校的师生的参考资料。

书籍目录

钻井手册内容：第一卷

第一章钻孔设计

第1节钻孔设计的基本要求

第2节钻孔设计的基本原则和程序

第三节普通钻井设计的主要内容

第4节批量钻孔设计的主要内容

第5节钻井工程的质量要求

第六节钻井施工设计与规划

第七节钻井设计的监督与实施

附录I钻孔设计规范

附录二中国石油竖井工程设计资格管理办法

附录3钻井质量控制规范（SYFI，5088-2008）

第二章地层压力与井筒结构设计

第一节几个基本概念

第2节原地应力

第三节地层孔隙流体压力

第四节地层破裂压力

第5节地层塌陷压力和井眼稳定性

第六节井眼结构设计

参考

第三章套管设计与套管操作

第1节套管柱类型

第二节套管设计的机械基础

第三节套管载荷分析

第四节API套管强度计算公式

第五节双轴应力计算

第6节套管特性

第7节套管柱设计

第8节特殊井的套管柱设计

第9节套管操作

第十节套管井口设置计算

附录通用相关标准

第四章固井与完井

第一节油井水泥

第二节水泥浆性能

第三节油井水泥添加剂和掺合料

第4节介词液

第五节水泥浆的流变

第六节水泥浆设计

第7节固井工艺

第八节水泥挤注水泥浆塞

第九节特种井固井技术

第十节固井质量评价

第11节固井设备，工具和配件

参考