一口井套管柱设计
第2章 套管柱设计与固井
如果套管柱在水泥凝固前轴向拉伸强度是足够的，有水泥环的套管在水泥凝固 后就不会出现因轴向拉伸引起的破坏。但无水泥环的套管实际上是上下被固 定，当温度和内、外压力改变时就会引起轴力的改变。
1、水泥凝固前的轴力
自重产生的拉力、弯曲产生的附加拉力、注水泥时产生的附加力、动载、摩阻等。
（1）自重引起的拉力
力过大时只能放压，井内液、气分布复杂。其内压力分布作这样的处理：在井
口处取设备允许压力，套管鞋处取地层破裂压力，两者之间呈线性关系。任意
深度的内压力：
pi
=
p gp
+
p f − pgp Hf
⋅H
式中：pgp——井口设备允许内压力，帕。
2、油层套管的内压力
（1）油管带封隔器时：
典型的完井方法如右图所示，油层套管与油管之间 充满完井液。受内压力最严重的情况是生产初期， 气通过油管丝扣进入油管与油层套管的环空，在环 空封闭的条件下(套管闸门常闭)，气泡运移到井口 仍保持产层压力。内压力分布：
以套管内全掏空计算。
①单纯抗挤可下深度
进行套管抗外挤强度设计时，应该考虑套管内压力的平衡效果，以有效 外挤压力来设计。不过这时的内压力应取可能出现的最小值。技术套管应以 固井后钻进中严重漏失来考虑，可能出现套管内全掏空或部分套管掏空。油 层套管在生产末期地层压力枯竭，套管内全掏空。
表层套管只有在下得很深时才考虑抗挤问题，做法与技术套管相同。
¾套管柱设计：抗挤、抗拉、抗内压设计。 ¾“自由套管”：双向应力设计，有时须考虑内外压力和温度改变引起的附 加拉力。 ¾等安全系数法：设计套管柱一项强度时要使各段受力最严重的部位安 全系数相等，并以其它各项强度满足要求为前提。
（一）安全系数的选取
绘制水井管柱图
绘制水井管柱图绘制水井管柱图注水井管柱图是形象而准确地描述注水井井下管柱结构状况的示意图，是注水井施工设计、作业施工、注水分析过程中的重要依据。
采油工人应能够依据所给井下管柱数据准确地绘制出符合施工要求的管柱图。
1、核对给定的管柱数据，做一个大致的布局构思。
2、画基线，填图头名称在所用图纸的正上方适当位置画一橫基线，并把“xxx注水井注水井管柱示意图”填写在基线上方。
3、画垂直基线，定油、套管线在基线向下垂直方向，图幅中央偏左画一点划线，并在两侧对称位置画4条垂直直线，最外2条为套管线（绿色线），内2条为油管（红色线），每条间隔8mm。
4、画间断线在基线下方10mm左右的位置画出管柱间断线，要求间距为3~5mm5、画注水层段（油层位置）在套管线左侧标定画出给定的注水层段（几段、顺序等），位置在整个管柱高度的下1/3~2/3处，这是很关键的一步，它直接影响整幅图布局是否合理等，并标注油层顶界、底界的深度。
6、画配水器及封隔器在油管线内对应注水层段位置画出配水器。
在油层与油层之间画出封隔器，封隔器的位置一定要避开套管接箍的位置。
注意：配水器一定要画在本注水层段内。
7、画底筛堵（底部球座、筛管和丝堵）在油管的最末端画出底筛堵。
8、画出人工井底在套管线最下端连横线，即为人工井底。
9、自上而下标注各井下工具的名称、规格及下入深度标注要求：A、底筛堵一同标注B、封隔器的标注线在密封段上界面，其它井下工具标注线在下界面。
C、标注线上面写井下工具的名称、规格，下面写下入深度。
D、标注人工井底深度。
偏心配水管柱。
套管柱设计
已知数据井深D=3233.3 m 钻井液密度ρd=1.15 g/cm3套管外径d=139.7mm 油管线重q=25.3 Kg/m 水密度ρW =1.0 g/cm3抗外挤强度Sc=43.3 MP 抗拉强度St=1548 KN抗内压屈服强度Si=53.4 MP 管体屈服强度1766 KN各安全系数：抗外挤强度Sc=1.0 抗拉强度St=1.8N抗内压屈服强度Si=1.1强度校核1. 校核抗外挤强度井底外挤压力最大Poc=9.81×ρd×D×10-3=9.81×1.15×3233.3×10-3=36.48 KPSc=σ/ Poc=43.3/36.48=1.19＞1.0符合要求Poc—套管外挤压力，kPa；D —计算点深度，m；ρd—管外钻井液密度，g/cm3；2. 校核抗拉强度井口处受拉应力最大Fo=q×L×10-3=25.3×9.81×3233.3×10-3=802.48 KNSt=σ/ Fo=1548/802.48=1.93 ＞1.8符合要求Q—套管单位长度的名义重力，N/m；L—套管长度，m；Fa—井口处套管的轴向拉力，KN；3.校核抗内压强度关井时井口最易受内压力破坏此时井口压力等于井底压力（净水柱压力）Pgas=9.81×ρW×D×10-6=9.81×1000×3233.3×10-6=312.72Pi=P gas/e1.1155×10-4GD= P gas/e0.00011155GD=31.10Si=Pri/Pi=53.4/31.10=1.72＞1.1符合要求Pgas —井底天然气压力， MPa；Pi—井口内压力，MPa；D—井深，m；G—天然气与口气密度之比，一般取0.55；4.对油管水泥返高处进行抗外挤强度校核Pcc=Pc×（1.03-0.74×Fm/Fs）=43.3×（1.03-0.74×802.48/1766）=30.04 MPSc=σ/ Pcc=43.3/30.04=1.44＞1.0Pcc—存在轴向拉力时的最大允许抗外挤强度，MPa；Pc—无轴向拉力时套管的强度外挤强度，MPa；Fm—轴向拉力，kN；Fs—套管管体屈服强度 kN；；。
[套管柱及注水泥设计]——井身结构设计具课件 (一)
![[套管柱及注水泥设计]——井身结构设计具课件 (一)](https://img.taocdn.com/s3/m/398ff6f459f5f61fb7360b4c2e3f5727a5e924c9.png)
[套管柱及注水泥设计]——井身结构设计具课件 (一)套管柱及注水泥设计——井身结构设计具课件在石油采掘行业中，钻井是至关重要的一步。
在钻井时，为了保障井壁稳定，防止钻头卡在井内，需要进行套管柱及注水泥设计，这是井身结构设计中的一项重要内容。
下面我们来详细探讨一下。
一、什么是套管柱及注水泥设计？套管柱及注水泥设计是指钻井过程中，根据井深、岩层特性、井口直径等因素，确定需要采用的套管类型及尺寸，以及设计注水泥分层的深度和泥浆配制。
二、套管柱的设计套管是沿着井壁下降的钢管，一般分为衬、外、段、封四种类型。
套管的设计需要根据以下因素来确定：1、井深和井口直径：井深越深，套管直径就需要越大；井口直径越大，套管直径就可以相应调整，但是要注意防止套管卡在井口。
2、岩层特性：岩层强度越大，套管壁厚度就需要越厚；岩层中存在易崩塌的层位时，需要选择合适的套管接头类型和安装方式，避免井壁坍塌。
3、井下环境：井下环境复杂，可能存在高温、高压、腐蚀等影响套管使用寿命的因素，需要选择具有耐腐蚀、耐高温、耐压试验等性能的材料。
三、水泥注入设计注水泥分为塞钻泥浆、中间泥浆、油层泥浆和终水泥浆四种类型，需要根据井壁状态、砂层特性、油层渗透性等因素来确定深度和配比。
1、塞钻泥浆：用于堵住井口以下的空隙，避免钻头卡在井内。
2、中间泥浆：在套管上端注入，用于加固套管与井壁间的空隙。
3、油层泥浆：在沉积物基质与岩石之间的空隙中注入，既可以防止油层水进入钻井中，也避免有害物质进入油层。
4、终水泥浆：用于井壁加固和产层保护，需要从井底开始注入，注入深度通常为井深的70%~90%。
设计注水泥分层的深度和泥浆配合是一个复杂的过程，需要综合考虑各种因素，设计出既能防止井壁坍塌又能产生良好的水泥固化效果的注水泥方案。
本文简单介绍了套管柱及注水泥设计——井身结构设计具课件的相关内容和设计原理，涉及到的专业知识比较复杂，需要根据实际情况做出详细的设计方案。
套管柱及其强度设计
Step2 确定安全系数；
载荷计算的精确性↑ ，安全系数↓ ； 计算公式精确性↑，安全系数↓： 对于特别情况（如含有腐蚀性气体H2S、CO2）则安全系数需按特殊情 况考虑； API规定的安全系数：
◆ API规定，钢级代号后面的数值乘以1000，即为套管（以kpsi为单 位）的最小屈服强度。这一规定除了极少数例外，也适应于非API 标准的套管。（1MPa=145.04psi；psi：磅/英寸2）
◆ 只有屈服强度 s 105 psi对H2S提敏感的，但对CO2则影响很小，
可以数年内不破坏，而在H2S～盐的环境中会在一小时内破坏。
• 地质构造力的影响
•
一般情况下，外挤载荷按最危险的情况考虑，即按套管内全部掏空 来计算套管承受的外挤载荷。
2、外挤压载荷及套管的抗挤强度
套管内全掏空
载荷
载荷
载荷
井身结构
井 深
套管内载荷
井 深
套管外载荷
井 深
套管内液面
有效载荷
2、外挤压载荷及套管的抗挤强度
（2）套管的API抗挤强度
抗外挤强度是指挤毁套管试件需要的最大外挤压力。套管 受外挤作用时，其破坏形式主要是丧失稳定性而不是强度破 坏。
1、基本概念
（1）套管的尺寸 （又称名义外径、公称直径等）是指套管本体的外 径，实际上套管尺寸已经标准化了。
套管尺寸的确定是井身结构设计的重要内容之一，前面已经介绍过。
1、基本概念
（2）套管的钢级 API标准规定套管本体的钢材应达到规定的强度， 用钢级表示。
□ 套管钢级由字母及其后面的数码组成，字母没有特殊含义，但数码 代表套管的强度。
1、轴向载荷及套管的抗拉强度
套管设计1
第三象限是轴向压缩与外挤压力的联 合作用 ，从图上可知轴向压力能 提高套 管抗外挤强度 ，在套管柱设计中不考虑
更为安全。
第四象限是拉伸与外挤的联合作用，
从曲线可看出，轴向拉力的存在使套管 的抗挤强度降低，因此在套管柱设计中 应考虑进去。在API常规套管柱设计中一 般都考虑这一影响。
3、套管抗内压强度
套管抗破裂能力和抗挤强度一样，取决于套管横截面的几何形状、材料强度和所承受载 荷的状况。套管在内压力下的破坏是属于强度破坏。 抗内压强度计算公式是在把套管视为两端开口薄壁圆筒、筒内受到均匀分布压力作用的 假设条件下导出的。由材料力学可知两端开口薄壁圆筒受均匀内压pi时，周向应力σψ为
范围内线性化双向应力计算法误差小于2%。另外，为了简化σDc的计算，可使计算式 写为 K′称为双向应力外挤压力系数，其值随套管轴向拉力与管体屈服强度的比值而变化， 可查有关数据表
σDc=K′σD
套管挤毁压力随轴向负荷增加的变化曲线
（图中未明确画出弹、塑性抗挤强度曲 线）。纵坐标为挤毁压力，横坐标为给 定某种钢级套管的径厚比。曲线0没有轴 向负荷，随曲线序号增加，轴向拉力增 加，曲线4的轴向拉力最大。虚线Ⅰ为一 种给定的套管截面下轴各负荷为零时呈 现塑性挤毁，但随着轴向负荷增大到某 一定值时，失效模式（形式）变成极限 强度挤毁（即屈服强度挤毁，把原初始 图3-8-2-5 有轴向负荷时的挤毁曲线 屈服强度换成极限强度为条件得出）。 虚线Ⅱ示出初始挤毁模式（曲线0没有轴向负荷）是弹性的。注意，将挤毁压 力保持在最初的弹性挤毁值，使套管的轴向负荷增加到曲线1，此时挤毁负荷 （即抗挤强度）没有因轴向负荷而减小。从这一点开始，随着轴向负荷的增加， 挤毁负荷将减小，失效模式通过塑性挤毁和极限强度挤毁区。 从图3-8-2-5和上述分析可知，套管的抗挤强度和破坏形式，不仅与钢材性能和 断面几何形状有关，而且也与受力状况有关。
第二章 套管柱设计与固井
第一节 套管柱设计
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第一节 套管柱设计
三、套管柱强度设计
目的： 确定合理套管钢级、壁厚以及每种套管井深区间。
1、设计原则
• 满足强度要求，在任何危险截面上都应满足下式： 套管强度 ≥ 外载×安全系数 • 应满足钻井作业、油气开发和产层改造需要
• 承受外载时应有一定储备能力
• 经济性要好，多选择2～3种钢级、2～3种壁厚，不能过多 • 安全系数 —抗外挤安全系数 Sc=1.0
大庆：8976口，占16%以上； 吉林：2861口，占30%以上； 胜利：3000多口，占10%以上； 中原：占投产井数23.3%； 并且各油田套损井数有上升趋势。
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第一节 套管柱设计
一、套管和套管柱
• 套管：优质钢材制成的无缝管或焊接管，一端为公扣，直接 车在管体上；一端为带母扣的套管接箍。
表征套管的主要特性参数有套管尺寸、钢级和壁厚
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第一节 套管柱设计
一、套管和套管柱
• 套管尺寸： 又称名义外径、公称直径等，是指套管本体的外 径；API标准，共14 种尺寸。
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第一节 套管柱设计
一、套管和套管柱
• 套管的钢级: API标准规定套管本体的钢材应达到规定的强度， API标准， 8种10级
H-40, J-55, K-55, C-75, L-80, N-80, C- 90, C-95, P-110, Q-125
，MPa
Fm—轴向拉力， KN； Fs—管体屈服强度，KN；
Pcc—存在轴向拉应力时的最大允许抗挤强度。
Pc和Fs均可由套管手册查出，当Fm/Fs在0.1-0.5范围内，
上式计算值与理论值相比误差在2%以内。
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套管柱结构与强度设计
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。
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完井工程大作业二一口井套管柱设计班级：油工101学号：004姓名：王涛课程：完井工程任课教师：孙展利1基本数据1)井号：广斜-1井；2)井别：开发井；3)井型：定向井3井身结构如图所示4套管柱设计有关数据和要求表层套管：下深150m，外径Φ339.7mm，一开钻井液密度1.1g/cm3，防喷器额定压力21Mpa,安全系数:抗挤S c=1.0，抗拉S t=1.6，抗内压S i=1.0。
要求表层套管的抗内压强度接近防喷器的额定压力，套管钢级用J-55，套管性能见下表。
油层套管：下深3574m，外径Φ139.7mm，二开最大钻井液密度1.32g/cm3，安全系数:抗挤S c=1.125，抗拉S t=1.80(考虑浮力)，抗内压S i=1.10。
由于地层主要为盐岩、泥岩，易塑性流动和膨胀，外挤载荷要求按上覆岩层压力的当量密度 2.3g/cm3来计算，按直井(井斜角小)和单向应力来设计，套管钢级选N-80、P-110。
要求要有明确的步骤和四步计算过程(已知条件、计算公式、数据带入、计算结油层套管设计：已知条件：油层套管下深H=3574m，外径Φ139.7mm，二开最大钻井液密度ρm= 1.32g/cm3，安全系数:抗挤Sc =1.125，抗拉St=1.80(考虑浮力)，抗内压Si=1.10。
上覆岩层压力的当量密度ρo=2.3g/cm3，按直井(井斜角小)和单向应力来设计，解：根据题目要求，本定向井按照直井(井斜角小)和单向应力来设计，根据题目要求外挤载荷要求按上覆岩层压力的当量密度ρo=2.3g/cm3来计算第一段套管设计：1.计算第一段套管应具有的抗挤强度（即第一段套管底端的抗挤强度）1）按抗挤强度设计第一段套管，因为套管底端的外挤压力最大，所以以套管底端的外挤压力作为第一段套管应具有的抗挤强度，按全掏空计算井底外挤压力，P b =0.00981*ρo*H=0.00981*2.3*3574=80.64Mpa2）第一段套管应具有的抗挤强度应为P c1= Pb*Sc=80.64*1.125=90.72Mpa2.根据第一段套管应具有的抗挤强度，查套管性能表选用P-110，壁厚10.54mm套管，其抗挤强度为Pc’=100.25 Mpa，抗拉强度为Tt1=2860.2KN，重量W1=0.3357KN/m第二段套管设计：1. 第一段套管的顶截面位置取决于第二段套管的可下深度，第二段套管选用抗挤强度比第一段套管低一级的套管，查套管性能表可选P-110，壁厚9.17mm套管，其抗挤强度为Pc’’=76.532 MPa，抗拉强度Tt2=2437.6KN，重量为W2=0.2919KN/m2. 按抗挤强度计算第二段套管的可下深度：H 2= Pc’’/(0.00981*ρo* Sc)=76.532/(0.00981*2.3*1.125)=3023m3.实际套管因为是10m一根，因此要对可下深度取整，再加上数据误差的安全考虑，实际第二段套管的深度为H2=3000m，则第一段套管的段长为L1=3574-3000=574m4.校核第一段套管的安全系数：1）校核第一段套管的抗挤安全系数第一段套管实际抗挤安全系数为：S c1= Pc’/ Pb=100.25/80.64=1.24>1.125(安全)2）校核第一段套管的抗拉安全系数（因为套管上端受到的拉力最大，所以第一段套管的拉力强度就是第一段套管上端所受的拉力）①计算第一段套管的浮力系数B f =1-ρm/ρs=1-1.32/7.8=0.831②计算第一段套管的段重（空气中）T 1=L1*W1=574*0.3357=192.69KN③计算第一段套管的浮重（钻井液中）T 1’= L1*W1*Bf=574*0.3357*0.831=160.08KN④第一段套管的抗拉系数（题目要求考虑浮力影响，因此用浮重计算）S t1= Tt1/ T1’=2860.2/160.08=17.87>1.8（安全）第三段套管设计：1.第二段套管的顶截面位置取决于第三段套管的可下深度，第三段套管选用抗挤强度低一级的套管，查套管性能表可选P-110，壁厚7.72mm套管，其抗挤强度为P c’’’=51.573 MPa，抗拉强度Tt3=1979.5KN，抗内压强度Pi=73.36 Mpa，重量W3=0.2481 KN/m2.按抗挤强度计算第三段套管的可下深度：H 3= Pc’’’/(0.00981*ρo* Sc)=51.573/(0.00981*2.3*1.125)=2031.76m3.由于第三段套管要承受其下第一段和第二段套管的重量，其抗挤强度下降，因此要减少第三段套管的下入深度，另外在取整的前提下考虑一定的安全误差，我们假设第三段套管实际下至H3=1900m，则第二段套管的段长为L 2= H2- H3=3000-1900=1100m4. 校核第二段套管的安全系数：1）校核第二段套管的抗挤安全系数第二段套管实际抗挤安全系数为：（下端面）S c2= Pc’’/(0.00981*ρo*H2)=76.532/(0.00981*2.3*3000)=1.13>1.125(安全)2）校核第二段套管的抗拉安全系数（上端面）①计算第二段套管的浮力系数B f =1-ρm/ρs=1-1.32/7.8=0.831②计算第二段套管的段重（空气中）T 2= L2*W2=1100*0.2919=321.09KN③计算第二段套管的浮重（钻井液中）T 2’= L2*W2*Bf=1100*0.2919*0.831=266.83KN④第二段套管上端面的拉力（钻井液中）T 1’+ T2’=160.87+266.83=427.70KN⑤第二段套管的抗拉系数（题目要求考虑浮力影响，因此用浮重计算）S t2=Tt2/( T1’+ T2’)= 2437.6/(160.08+266.83)=5.71>1.80(安全)5. 校核第三段套管的安全系数：1）校核第三段套管的抗挤安全系数第三段套管实际抗挤安全系数为：（下端面）S c3= P c ’’’/(0.00981*ρo *H 3)= 51.573/0.00981*2.3*1900=1.2>1.125(安全) 2）校核第三段套管的抗拉安全系数（上端面） ①计算第三段套管的浮力系数B f =1-ρm /ρs =1-1.32/7.8=0.831②计算第三段套管的段重（空气中）T 3= H 3* W 3=1900*0.2481=471.39KN③计算第三段套管的浮重（钻井液中）T 3’= H 3* W 3* B f =1900*0.2481*0.831=391.73KN④第三段套管上端面的拉力（钻井液中）T 1’+ T 2’+T 3’=160.87+266.83+391.73=819.43KN⑤第三段套管的抗拉系数（题目要求考虑浮力影响，因此用浮重计算） S t3=T t3/( T 1’+ T 2’ +T 3’)= 1979.5/(160.87+266.83+391.73)=1979.5/819.43=2.42>1.80(安全)6.由校核数据可知第三段套管的抗拉系数已经接近题目要求的最小抗拉系数，因此我们设计三段套管，第三段套管即为最后一段油层套管，延伸至井口。
7. 校核第三段套管（井口）的抗内压安全系数（题目要求抗内压强度接近防喷器的额定压力，因此防喷器额定压力为井口内压力） S i ’=P i /P s =73.36/21=3.49>1.10(安全)表层套管设计：已知条件：下深H 表=150m ，外径Φ339.7mm ，一开钻井液密度ρm 表=1.1g/cm 3，防喷器额定压力 P s 表=21Mpa,安全系数:抗挤S c =1.0，抗拉S t =1.6，抗内压S i =1.0。
要求表层套管的抗内压强度接近防喷器的额定压力，套管钢级用J-55解：1.根据题目要求表层套管的抗内压强度接近防喷器的额定压力21 Mpa ，依据抗内压强度查表，由套管性能表查的选用J-55，壁厚12.19mm 套管，其抗挤强度为 P c 表=13.445 Mpa ，抗内压强度为P i 表=23.787 Mpa ，抗拉强度为T t 表=3002.5KN ，重量W 表=0.9924KN/m2.校核表层套管的安全系数：1）校核表层套管的抗挤安全系数（井底）①计算表层套管应具有的抗挤强度（按全掏空计算井底外挤压力） P b 表=0.00981*ρm 表*H 表=0.00981*1.1*150=1.62MPa ②表层套管应具有的抗挤强度应为 P c 表=Pb 表*Sc=1.62*1.0=1.62MPa ③表层套管实际抗挤安全系数为：S c ’=P c 表/ P b 表=13.445/1.62=8.30>1.0(安全) 2）校核表层套管的抗拉安全系数（井口），由于题目抗拉强度没有特别说明，所以从安全考虑我们按照不考虑浮力计算 ①计算表层套管的段重（空气中）T 表=H 表*W 表=150*0.9924=148.86KN②表层套管的实际抗拉系数S t’=Tt表/ T表=3002.5/148.86=20.17>1.6(安全)3）校核表层套管（井口）的抗内压安全系数（题目要求抗内压强度接近防喷器的额定压力，因此防喷器额定压力为井口内压力）S i’=Pi表/Ps表= 23.787/21=1.13>1.0(安全)。