套管强度校核-emergent
套管居中设计与校核
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
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
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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2017.10(王军)在用工业管道强度校核
工业管道定期检验中强度校核的原则要求
第四十八条 若管道组成件的内外表面或管壁中存在裂纹，则应打 磨消除或更换，打磨凹坑按第四十七条的规定进行定级。在特殊情 况下，一时无法进行打磨消除或更换的，需通过安全评定确定管道 的安全状况。 第四十九条 焊接缺陷（不包括裂纹）的安全状况等级划分如下： 4．未焊透 （1）管子的材料为20钢、16Mn或奥氏体不锈钢时，未焊透按 局部减薄定级； （2）管子的材料为除20钢、16Mn或奥氏体不锈钢外的其它材 料时，未焊透按未熔合定级。
3
一、压力管道强度校核用压力和温度的选取
选取原则： 校核用压力原则上不低于工作压力，参照相关标准中关 于设计压力的确定原则取值（其中设计压力可以用工作 压力代替），校核用压力不得小于管道允许(监控)使用压 力； 校核用温度原则上不低于工作温度，参照相关标准中关 于设计温度的确定原则取值（其中设计温度可以用工作 温度代替），校核用温度不得小于管道允许(监控)使用温 度。
7
一、压力管道强度校核用压力和温度的选取
例题1.4： 某公司贲酯装置原酯管道，与分离罐直接相连，作为一个压力系统， 管道设计压力不明且无压力指示装置，设计温度不明，介质温度 70℃，无隔热层，分离罐工作压力0.8MPa，管道存在全面腐蚀，需 进行强度校核，强度校核用压力为多少？校核用温度为多少？ 参考答案： 强度校核用压力为0.8MPa，校核用温度为66.5℃。 解析： 1）管道设计压力不明且无压力指示装置，参照GB/T 20801.3-2006 《压力管道规范 工业管道 第3部分：设计和计算》4.1.1.2b）当管道 与设备直接连接作为一个压力系统时，管道的工作压力应不小于设 备的工作压力的原则，强度校核用压力取分离罐的工作压力0.8MPa。 2）参照GB/T 20801.3-2006《压力管道规范 工业管道 第3部分：设计 和计算》4.1.2.2a）介质温度大于或者等于65℃时，无隔热层管道的 管子的工作温度取介质温度的95%的原则，校核用温度取介质温的选取
第6讲-[第二章-套管柱及注水泥设计]——套管柱强度设计方法
![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://img.taocdn.com/s3/m/8e98958c85254b35eefdc8d376eeaeaad1f316a5.png)
由套管性能表查得N－80、壁厚11.51mm套管，其抗挤强度为: 泥
σD1 =60.5MPa。
返 高
因此，实际安全系数为:
SD1
D1
Pco1
60.46 45.5
1.33
D1=3500
4.6.设计举例
3）确定第二段套管可下深度和第一段套管的使用长度。
由于外挤压力愈往上愈小, 根据既安全又经济的原则, 第
②N-80、10.36mm 水
泥
D2=3300
返
高①
D1=3500
4.6.设计举例
4）确定第三段套管可下深度和第二段套管的使用长度。
显然第三段套管底部由于承受其下部套管
可下深的度重:量, 其抗挤强度必定下降, 下入深度就
不可能达到2600m, 否则其底部安全系数必 ＜1.125。
由于第二段比第三段强度大, 应将第二段套 管长度增长, 即减少第三段的下入深度, 提 高其底部的抗挤系数, 以补偿双向应力的影 响。
③
D3=2300
2800
第二章 套管柱及注水泥设计
第1节 井身结构设计 第2节 生产套管尺寸的确定 第3节 套管柱强度设计 第4节 注水泥技术 第5节 复杂类型井套管柱设计和注水泥技术简介
第3节 套管柱强度设计
1. 套管、套管柱 2. 套管柱的载荷分析及套管强度 3. 定向井套管柱载荷计算 4. 套管柱强度设计
4.套管柱强度设计
特殊情况考虑；
API规定的安全系S数i : 1.10 ~ 1.33，一般取1.10 Sc 1.00 ~ 1.25，一般取1.00 St 1.60 ~ 2.00，一般取1.80
4.5.具体的设计步骤
Step3 计算内压载荷, 筛选符合内压强度的套管； 内压载荷由套管内外的流体综合产生。内压最大的情况一般出现在井 涌关井和特殊作业（压裂、…、注水）时, 内压的计算中间套管与生 产套管是不同的。 中间套管的计算方法如我们教材上P263介绍； 生产套管的计算方法在按补充方法进行。
150型全回转全套管钻机中平台强度校核
ｓ ｔ ａ ｉ ｔ ｃ ｓ ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ＡＮ Ｓ Ｙ Ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ｒｅ ａ ， ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｉ ｔ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｆ ｏ ｒ ｉ ｍｐ ｏｖ ｒ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｌ ａ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｎｄ ａ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｏ ｐ ｉ ｔ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ．
中图分类号 ： Ｔ Ｅ ９ ２ ２ － ４ ３ １ １ （ ２ ０ １ ３） １ ２ — ０ ０ ８ ８ — ０ ２
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
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 。
图 １ 全回转套管钻机结构
１ ． 套 管 ２ ． 上平 台； ３ ． 夹 紧 油 缸 ４ ． 回转马达 、 减速机 ｉ ５ ． 中平 台 ６ ． 起 拔 油
摘要 ： 全回转全套管钻机中平台是该钻机 工作 时的主要 受力构件， 针对 全回转全套管钻机 中平 台的工作特点 ， 采用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ软件 对起拔和下压 两种工况进行静 力学分析， 为改善全 回转套管钻机 结构受力和结构优化设计提供理论依据 。
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｆ ｕ ｌ ｌ ｒ ｏ ｔ ａ ｒ ｙ ｃ ｓｉ ａ ｎ ｇ ｄ ｉ ｒ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｒ ｉ ｇ ｐ ｌ ａ ｆ ｔ ｏ ｒ ｍ ｉ ｓ ｍａ ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｗｈ ｉ ｌ ｅ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ．Ａｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｗ ｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ
套管强度设计例题
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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套管浮
重：
按照环
空封固
Pf=
800米计
129.6/Pf= 2.09
用内查法 查得：外 挤压力系 数K'
Pcc=
K'= 0
Sc=
0 》1.0
内屈服 压力：
Mpa
（按照
套管全
掏空计
Pi=
16.06
算）
Sc= 1.35
》1.10
不会粘
粘卡： 10.59 <21.66MPa
Pf/Py= 0.1857
用内查法 查得：外 挤压力系 数K'
K'= Pcc= 15.4596
Sc= 1.31325 》1.0
Pi=
9.71
Sc= 3.56
Mpa （按照 套管全 掏空计 算）
》1.10
不会粘 4.91 <16.66Mpa 卡
0.991
该套管安
结论： 全。 2、95/8"套管
抗挤强 度：
井底泥 浆液柱 压力： （设计 水泥面 返高500
米）
Pm=
29.43 套管浮 重：
Pf=
111.68
Mpa （按照 套管半 掏空计 算）
按照环
空封固
800米计
ton
算
内屈服 压力：
Pf/Py= 0.37
用内查法 查得：外 挤压力系 数K'
K'= Pcc= 35.7335 Sc= 3.03547 》1.0
卡
0.979
Safety:
1.160671
粘卡： 3、7"尾 管
粘卡：
Mpa
（按照
套管全
掏空计
Pi=
17.45
算）
Sc= 3.73
》1.10
19.60 <21.66MPa
不会粘 13.08 <16.66MPa 卡
不会粘 卡
0.979
4. 7"CSG
井底泥
浆液柱 压力：
（设计
水泥面
抗挤强 返高500 度： 米）
Pm= 45.9108
Mpa （按照 套管半 掏空计 算）
套管强度校核（按照等安全系数法校核）
套管尺寸 套管下深 套管钢级
IN
m
重量 lb/ft
壁厚 mm
内屈服压
抗挤强度 力 屈服强度 抗滑扣强度
Mpa
Mpa
103daN 103daN
20
400
K55
106.5
12.7
5.3
16.6
749
495
13-3/8
2000
N80
68
12.2
15.6
34.6
692
428
9-5/8
3995
P110
47
12
36.5
65.1
664
540
7
3695~444 5
N80
29
10.4
48.4
56.2
301
354
1、133/8"套管
抗挤强 度：
内屈服 压力：
粘卡：
井底泥
浆液柱
压力： （设计
水泥面 返高500
米）
Mpa
（按照
Pm=
套管半
掏空计
11.772 算）
套管浮 重：
Pf= 128.59846 ton