The invention discloses a method for evaluating the non-uniform extrusion capacity of casing. The strength extrusion load and the instability extrusion load of casing string, as well as the strength extrusion load and the physical extrusion load are determined by means of the physical simulation test, and the same sleeve is established by the finite element method and the physical simulation test. Loading model under non-uniform extrusion condition is used to verify the calculation accuracy of finite element model. Characteristic diagrams of non-uniform extrusion performance of casing string with different steel grades are formed. Selection type of casing string is determined based on safety factor method. On the basis of physical simulation test, the invention fills in the relevant blank in China and provides technical support for fine design and selection of casing string anti-extrusion ability in oil and gas wells.
【技术实现步骤摘要】
一种套管非均匀外挤能力评价方法
本专利技术属于钻完井
,具体涉及一种套管非均匀外挤能力评价方法。
技术介绍
非常规油气开发过程中,套管不可避免的会经历岩性突变截面及天然裂缝,同时考虑到地层原始地应力场本身的非均匀性,因此,套管外挤载荷具有一定的非均匀性。而国内外现有油气井套管柱选用都是基于均匀外挤载荷的,未考虑套管在任意非均匀外挤载荷工况下抗挤能力的下降。通过国内外专家学者理论研究表明,套管在非均匀外挤载荷工况下套管抗挤能力下降明显,如何借助实物模拟试验评价方法确定套管在非均匀外挤载荷工况下的抗挤性能特征图,为现场套管选用提供技术支持,显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种套管非均匀外挤能力评价方法,基于实物模拟试验的方法确定套管在非均匀外挤载荷工况下的抗挤性能特征图,根据油田现场套管外挤载荷工况,实现套管的精确选用。本专利技术采用以下技术方案:一种套管非均匀外挤能力评价方法,采用实物模拟试验,利用θ角非均匀外挤夹具确定套管柱的强度挤毁和失稳挤毁外挤载荷值,以及强度挤毁和实物挤毁外挤载荷值,采用有限元方法建立和实物模拟试验相同的套管非均匀外挤工况加载模型,校核有限元模型计算精度,形成不同钢级规格套管柱的非均匀外挤性能特征图,基于安全系数法确定套管柱的选用类型。进一步的,具体包括以下步骤:S1、向套管柱施加套管均匀外挤液压载荷,进行套管柱在均匀外挤载荷工况下的实物模拟试验,确定套管柱的强度挤毁和失稳挤毁外挤载荷值;S2、进行套管柱在非均匀外挤载荷工况下的实物模拟试验,确定θ角非均匀外挤夹具对应套管柱 ...
【技术保护点】
1.一种套管非均匀外挤能力评价方法,其特征在于,采用实物模拟试验,利用θ角非均匀外挤夹具确定套管柱的强度挤毁和失稳挤毁外挤载荷值,以及强度挤毁和实物挤毁外挤载荷值,采用有限元方法建立和实物模拟试验相同的套管非均匀外挤工况加载模型,校核有限元模型计算精度,形成不同钢级规格套管柱的非均匀外挤性能特征图,基于安全系数法确定套管柱的选用类型。
【技术特征摘要】
1.一种套管非均匀外挤能力评价方法,其特征在于,采用实物模拟试验,利用θ角非均匀外挤夹具确定套管柱的强度挤毁和失稳挤毁外挤载荷值,以及强度挤毁和实物挤毁外挤载荷值,采用有限元方法建立和实物模拟试验相同的套管非均匀外挤工况加载模型,校核有限元模型计算精度,形成不同钢级规格套管柱的非均匀外挤性能特征图,基于安全系数法确定套管柱的选用类型。2.根据权利要求1所述的一种套管非均匀外挤能力评价方法,其特征在于,具体包括以下步骤:S1、向套管柱施加套管均匀外挤液压载荷,进行套管柱在均匀外挤载荷工况下的实物模拟试验,确定套管柱的强度挤毁和失稳挤毁外挤载荷值;S2、进行套管柱在非均匀外挤载荷工况下的实物模拟试验,确定θ角非均匀外挤夹具对应套管柱的强度挤毁和失稳挤毁外挤载荷值;S3、采用90°角非均匀外挤夹具进行套管柱压扁实物模拟试验,确定套管柱强度挤毁和失稳挤毁外挤载荷值;S4、根据步骤S3实物模拟试验确定的结果,建立不同套管柱强度挤毁和失稳挤毁载荷与外挤夹具角度的对应关系;S5、建立套管外挤夹具形状与外挤载荷非均匀程度对应关系;S6、利用不同规格夹具确定套管在不同非均匀外挤系数对应工况下的屈服强度和强度极限,形成不同钢级规格套管的非均匀外挤性能特征图;S7、根据步骤S6得到的非均匀外挤性能特征图,基于安全系数法,确定套管柱选用方法。3.根据权利要求2所述的一种套管非均匀外挤能力评价方法,其特征在于,步骤S1中,当套管内壁的环向应力等于套管屈服强度时,确定套管发生了强度挤毁;当套管发生变形,套管外挤压力曲线会发生突降,该点外挤载荷作为失稳挤毁外...
【专利技术属性】
技术研发人员:韩礼红,杨尚谕,王鹏,王建东,王航,路彩虹,王建军,冯春,冯耀荣,刘亚旭,
申请(专利权)人:中国石油天然气集团公司,中国石油天然气集团公司管材研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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