大规模体积压裂情况下套管弯曲力计算方法

作     者：张炜烽 樊洪海 查永进 陈志学 卓鲁斌 Zhang Weifeng;Fan Honghai;Zha Yongjin;Chen Zhixue;Zhuo Lubin

作者机构：中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室 中国石油集团钻井工程技术研究院 

出 版 物：《石油机械》 (China Petroleum Machinery)

年 卷 期：2015年第43卷第12期

页      面：29-32页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：国家科技重大专项"窄密度窗口安全钻井技术与配套装备"(2011ZX05021-003) 

主　　题：体积压裂 弯曲力 温度效应 轴向力 页岩气井 套管自重 载荷放大 

摘      要：目前的套管弯曲力计算模型仅考虑了温度变化引起的弯曲力放大因子,忽略了弯曲段管体自重沿轴线上分量产生的轴向力。针对这种情况,综合考虑温度和自重的影响,推导出温度和自重双重作用下管体的弯曲力计算公式,并对套管弯曲力进行校正,根据双轴应力公式计算出套管抗击强度显著降低。分析结果表明,轴向力增大会对套管强度产生严重影响,压裂时其内压传递到管外,管内突然泄压会导致管内压力瞬间降到0,此时是套管抗外挤失效最危险工况;拉伸载荷计算不精确可直接影响套管抗外挤和抗内压强度校核,运用提出的计算模型可以较为精确地计算出压裂后套管轴向力。所得结论对页岩气井套管的强度优化设计具有参考意义。