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  分析油井中石油套管所受的應(yīng)力

  為保證井內(nèi)石油套管連續(xù)、無斷裂、無變形,油井中石油套管所受的應(yīng)力要高,要求石油套管具有一定的強(qiáng)度,以抵抗所受的外力。因此,石油套管,有必要對其進(jìn)行應(yīng)力分析。

  油井中石油套管所受的應(yīng)力主要有四個(gè)力的作用,分別是拉力、外擠力、內(nèi)壓力、彎曲力。

  簡而言之,井中的石油套管主要受到個(gè)力的作用。每個(gè)部件的力不同,上拉力被拉,下部被擠壓,外力很小。在設(shè)計(jì)套管柱時(shí),根據(jù)上述安全系數(shù)考慮選擇套管鋼種和壁厚。對于API標(biāo)準(zhǔn)石油套管,一般拉伸安全系數(shù)為1.6-2.0,抗擠壓安全系數(shù)為1.00-1.50,一般為1.125,內(nèi)壓安全系數(shù)為1.0-1.33。固井現(xiàn)場的抗擠壓安全系數(shù),可以取為0.85。

  需要特別強(qiáng)調(diào)的是,套管柱強(qiáng)度設(shè)計(jì)中的安全系數(shù)是根據(jù)區(qū)域,地層和后期采油和然氣生產(chǎn)過程精心選擇的。由于施加在石油套管柱上,中,下部的外力不同,設(shè)計(jì)的套管柱通常上下壁較厚或鋼種較高,中間部分則相反,因此套管號(hào)碼是必需的。這用于下井。在大多數(shù)情況下,外殼在腐蝕性介質(zhì)中工作。因此,除了一定的接合強(qiáng)度之外,要求套筒具有良好的密封性能和耐腐蝕性。





  高強(qiáng)度石油套管的生產(chǎn)方式詳解

  石油套管批發(fā)廠家介紹說,高強(qiáng)度石油套管(N80Q級(jí)以上)的生產(chǎn)方式通常是通過煉鋼、軋管、回火和管道加工來完成的。在生產(chǎn)過程中,由于卷線時(shí)管坯外徑控制水平高,回火后管坯外徑形狀發(fā)生變化(主要是橢圓變化),L80石油套管廠家批發(fā),在沒有的管端校正設(shè)備的情況下,采用回火。管坯經(jīng)調(diào)質(zhì)后的全長低溫(510-610C)定徑工藝是保證管坯外徑精度的一種可行的生產(chǎn)組織方式。

  根據(jù)API Spec5CT《套管和管道規(guī)范》的要求,管道加工用管道空白的外徑控制范圍為5%,由于各廠商選擇的生產(chǎn)單位和生產(chǎn)工藝不同,用于管材加工的高強(qiáng)度石油套管坯的控制范圍也不同。石油套管批發(fā)廠家說,在生產(chǎn)過程中,在95英寸的范圍內(nèi),對導(dǎo)線所用管坯的全長度外徑尺寸進(jìn)行了準(zhǔn)確控制,提高了管體的圓形狀態(tài),提高了線材機(jī)管端的定位精度,在線材端部保持了管道方向的切割量。電線后面的管子末端的黑皮已經(jīng)大大減少了。

  目前,L80石油套管廠家直銷,石油套管鉆井中使用的套管螺紋多為部分梯形螺紋。根據(jù)APISTD5B標(biāo)準(zhǔn),將J55鋼棒材料加工成部分梯形螺紋的齒槽試樣。石油套管批發(fā)廠家在室溫空氣介質(zhì)中,用M|NAU858拉扭電液伺服試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行了疲勞試驗(yàn)。軸向和剪切J同時(shí)被控制,軸向張力被控制,周向方向由扭矩控制。實(shí)驗(yàn)采用掩模扭轉(zhuǎn)同相正弦波加載,加載頻率為15Hz。





  油石套管的抗壓強(qiáng)度工藝設(shè)計(jì)過程

  由于石油供應(yīng)形勢嚴(yán)峻, 以及石油價(jià)格居高不下的刺激 ,及鉆井 、完井新技術(shù)和新工藝陸續(xù)投入使用,一些地質(zhì)環(huán)境條件十分惡劣的油氣田,包括嚴(yán)重腐蝕環(huán)境的油氣田相繼投入開發(fā),石油套管對井下拉力、壓力、扭轉(zhuǎn)、彎曲等載荷綜合作用的影響,以及高溫、高壓、HS、Cl-一級(jí)腐蝕介質(zhì)的綜合作用,都很容易因石油套管的擠毀或腐蝕而失效,大型管道企業(yè)先后開發(fā)了石油套管,但主要以無縫鋼管為主。

  與石油套管用無縫鋼管相比,高頻電阻焊(HFW)石油套管具有尺寸精度高、力學(xué)性能穩(wěn)定、內(nèi)、外壓力好、質(zhì)量控制方便、成本低等優(yōu)點(diǎn),占發(fā)達(dá)國家石油套管總量的50%以上,正在替代石油套管無縫鋼管。

  石油套管采用高頻電阻焊接,L80石油套管生產(chǎn)廠家,為了提高生產(chǎn)效率,必須在兩個(gè)線圈之間進(jìn)行惰性氣體保護(hù)焊接,實(shí)現(xiàn)多輥連續(xù)生產(chǎn)。因此,在組成設(shè)計(jì)中,應(yīng)充分考慮材料的焊接性能,并應(yīng)對板材進(jìn)行高頻電阻焊和惰性氣體保護(hù)焊評價(jià)試驗(yàn)。石油套管采用熱處理,如熱張力降低和全管熱處理。因此,還應(yīng)考慮材料的熱處理性能。最后,還需要考慮原材料的成本和產(chǎn)品加工的成本。

  在屈服強(qiáng)度相同的情況下,石油套管的抗壓強(qiáng)度明顯高于石油套管用無縫鋼管。這是由于石油套管尺寸精度高,殘余應(yīng)力低,在抗外壓擠毀性能上優(yōu)于石油套管用無縫鋼管。





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