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不同腐蚀缺陷套管剩余强度预测方法研究

论文摘要

为预测在生产井套管腐蚀后的剩余强度,基于对套管表面腐蚀坑形状的规则化表征,采用有限元法建立了可模拟不同形状腐蚀缺陷的套管力学分析模型,用弹塑性理论进行腐蚀后套管剩余抗内压和抗外挤强度求解。以直径244. 5 mm、P110钢级套管为例,对圆球、椭球和矩体等3种形状、不同几何尺寸腐蚀坑的套管剩余强度进行规律性研究,给出了套管腐蚀后剩余强度预测流程,并成功应用于海外M油田在生产井。研究结果表明:腐蚀坑深度比是影响套管剩余强度的主要因素,随着腐蚀坑深度比的增加,套管剩余强度近似呈线性或6次多项式规律性下降趋势;当腐蚀坑投影面积相同时,矩体形坑腐蚀对套管剩余强度的影响最严重,椭球形腐蚀坑次之,圆球形腐蚀坑影响程度最低;对于相同的腐蚀形状及尺寸,腐蚀坑个数对套管剩余强度影响较小,但套管损坏或屈服的危险点增加。研究结果可为套管腐蚀后油气井的完整性及再利用评估提供有效手段。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 模型建立
  •   1.1 腐蚀缺陷规则化表征
  •     1.1.1 单个凹坑缺陷的表征 （见图1）
  •     1.1.2 多个凹坑缺陷的表征 （见图2）
  •   1.2 几何模型
  •   1.3 有限元模型
  •   1.4 套管剩余强度计算准则
  • 2 结果及分析
  •   2.1 圆球形腐蚀坑对套管剩余强度的影响
  •   2.2 椭球形腐蚀坑对套管剩余强度的影响
  •   2.3 矩体形腐蚀坑对套管剩余强度的影响
  •   2.4 不同腐蚀坑形状影响对比
  •   2.5 套管剩余强度预测流程
  • 3 应用实例
  • 4 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 徐国贤,谢仁军,吴怡,殷启帅

    关键词: 套管,腐蚀缺陷,规则化表征,剩余强度,预测方法,影响规律

    来源: 石油机械 2019年07期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 石油天然气工业

    单位: 中海油研究总院有限责任公司,中国石油大学(北京)

    基金: 国家重点研发计划项目“海上试验及工程应用示范总体方案优化设计”(2017YFC0804500),中海石油(中国)有限公司综合科研项目“深水钻完井关键器材研制”(2017KJZC06)

    分类号: TE931.2

    DOI: 10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2019.07.019

    页码: 122-127

    总页数: 6

    文件大小: 2598K

    下载量: 104

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/be5f2262daa1b33e1fe3adc1.html