套管安全系数计算

油气井套管安全系数计算实例

套管安全系数计算实例：抗拉安全系数＝68.6710008.95011.8185.02286=⨯⨯⨯KNKNP P ＝拉额8.72.1110008.9－＝：其中浮力系数下深每米重量＝浮力系数钢拉P P m ρ⨯⨯⨯36.20383.0791.7＝＝抗挤系数＝抗拉额MPaP PP 抗挤力＝0.00981×〔1.2-（1-0.65）×1.2〕×50＝0.383 P 抗挤力＝0.00981×〔×ρ固井时的泥浆密度－（1-掏空系数0.65）×ρ下次泥浆密度〕32588.0823.18＝＝抗内压系数＝抗内压额内MPaMPa P P井底最大内压力＝0.00981×1.20×50＝0.588MPa P 内压力＝0.00981×（ρ下次最大泥浆－ρ地层水）×套管下深23.310008.9202053.5985.09.3233＝抗拉系数＝⨯⨯⨯KN()[]38.120202.165.012.100981.0305.21＝抗挤系数＝⨯⨯--⨯MPa67.120202.100981.0645.139＝抗内压系数＝⨯⨯油套φ139.7 N80×9.1738.410008.9175076.2985.08.1903＝抗拉系数＝⨯⨯⨯KN()[]21.236002.165.012.100981.0881.60＝抗挤系数＝⨯⨯--⨯MPa50.136002.100981.0363.63＝抗内压系数＝⨯⨯〔S 抗挤〕＝1.0～1.125 〔S 抗内压〕＝1.05～1.15 〔S 抗拉〕＝1.60～2.00 说明：①本井在计算最大内压力时忽略了地层水产生液柱压力； ②泥浆密度均采用1.2g/cm ；③各额定压力查钻井手册表3-8（第160～180页）。

套管安全系数计算如下表：抗拉安全系数＝68.6710008.95011.8185.02286=⨯⨯⨯KNKNP P ＝拉额8.72.1110008.9－＝：其中浮力系数下深每米重量＝浮力系数钢拉P P m ρ⨯⨯⨯36.20383.0791.7＝＝抗挤系数＝抗拉额MPaP PP 抗挤力＝0.00981×〔1.2-（1-0.65）×1.2〕×50＝0.383P 抗挤力＝0.00981×〔×ρ固井时的泥浆密度－（1-掏空系数0.65）×ρ下次泥浆密度〕32588.0823.18＝＝抗内压系数＝抗内压额内MPaMPaP P井底最大内压力＝0.00981×1.20×50＝0.588MPa P 内压力＝0.00981×（ρ下次最大泥浆－ρ地层水）×套管下深23.310008.9202053.5985.09.3233＝抗拉系数＝⨯⨯⨯KN()[]38.120202.165.012.100981.0305.21＝抗挤系数＝⨯⨯--⨯MPa67.120202.100981.0645.139＝抗内压系数＝⨯⨯油套φ139.7 N80×9.1738.410008.9175076.2985.08.1903＝抗拉系数＝⨯⨯⨯KN()[]21.236002.165.012.100981.0881.60＝抗挤系数＝⨯⨯--⨯MPa50.136002.100981.0363.63＝抗内压系数＝⨯⨯〔S 抗挤〕＝1.0～1.125 〔S 抗内压〕＝1.05～1.15 〔S 抗拉〕＝1.60～2.00 说明：①本井在计算最大内压力时忽略了地层水产生液柱压力； ②泥浆密度均采用1.2g/cm ；③各额定压力查钻井手册表3-8（第160～180页）。

人防密闭套管计算规则

人防密闭套管计算规则摘要：一、人防密闭套管简介二、人防密闭套管计算规则1.材料重量计算2.密封要求3.焊接结构尺寸公差与形位公差4.周长允许偏差5.穿墙处混凝土墙壁厚度要求6.加厚部分直径要求7.一次性浇筑要求三、柔性防水套管使用注意事项正文：人防密闭套管是在建筑物、化工、钢铁等领域中广泛应用的一种五金管件。

它主要用于管道穿过墙壁之处受有振动或有严密防水要求的构筑物。

以下是关于人防密闭套管计算规则的详细介绍，以期为大家提供实用的参考。

一、人防密闭套管简介人防密闭套管，又称人防穿墙密闭套管，是一种具有良好防水性能的管件。

它主要应用于建筑、市政、水利、化工等领域的管道系统中，以满足穿过墙壁的管道防水和振动要求。

二、人防密闭套管计算规则1.材料重量计算：人防密闭套管的重量是根据墙厚L值来计算的。

当墙厚为300mm时，可按照相关标准另行计算。

2.密封要求：柔性防水套管的密封要求包括采用封堵材料将缝隙封堵，选用合适的填料材料和密封膏等。

3.焊接结构尺寸公差与形位公差：按照JB/T5000.3-1998执行，焊接采用手工电弧焊，焊条型号E4303，牌号J422。

4.周长允许偏差：当柔性防水套管采用卷制成型时，周长允许偏差为：D2600，D2>6000.0035D2。

5.穿墙处混凝土墙壁厚度要求：穿墙处混凝土墙壁厚应不小于300mm，否则应使墙壁一边加厚或两边加厚。

6.加厚部分的直径至少为D5200：当墙壁厚度大于300mm时，加厚部分的直径至少为D5200。

7.一次性浇筑要求：柔性防水套管穿墙处如遇非混凝土墙壁时，应局部改用混凝土墙壁，其浇筑范围应比翼环直径(D5)大200mm，而且必须将套管一次浇筑于内墙。

三、柔性防水套管使用注意事项1.柔性防水套管适用于管道穿过墙壁之处受有振动或有严密防水要求的构筑物。

2.在使用过程中，要确保套管穿墙处之墙壁满足混凝土墙壁厚度要求。

3.注意根据实际情况选择合适的填料材料和密封膏。

无缝套管244.48-8.94mmR2J55LC强度校核(下深2000m)详解

2.00
ρ 钻井液最大密度 dmax
（g/cm3）
1.2
管内水泥浆高度（m）
ρ 钻井液最小密度
dmin（g/cm3）
1.08
水泥浆密度（g/cm3）
套管内径dcin（cm）
螺纹连接处 22.66 抗拉强度
（KN）
1360 浮力系数KB
1.91
套管弯曲引起的附加应力KN
2015
套管内注水泥引起的附加应力KN（考虑钻井液浮力）
考虑双轴应力时套管下入深度和抗挤强度关系
套管鞋漏失液面处
双轴应力下
处有效的外挤压力井口处拉力漏失面处的拉井口处套管
外挤压 Mpa
KN
力KN
抗挤强度Mpa
-1.962
0 908.109614 908.1096144 10.68370136
-1.9522
0 903.569066 903.5690663 10.7034519
13.9 13.9 13.9 13.9 13.9 13.9 13.9 13.9 13.9 13.9 13.9 13.9 13.9 13.9 13.9 13.9 13.9 13.9 13.9 13.9 13.9 13.9
8.01 8.44 8.86 9.28 9.70 10.12 10.55 10.97 11.39 11.81 12.23 12.65 13.08 13.50 13.92 14.34 14.76 15.19 15.61 16.03 16.45 16.87
13.9
1.27
13.9
1.69
13.9
2.11
13.9
2.53
13.9
2.95
13.9

常用力学计算公式

设计过程及计算一、提升装置提升力（伸长力）计算因活塞两侧受力面积相等，所以，F 提升＝F 伸长＝P ·A ＝P ·[0.25×π×（D 22 –D 12）]＝35MPa ×[0.25×3.14×(1662-95.52)]mm 2 ＝506522N ≈506.5KNF 提升＞500KN ，满足设计要求。

式中：● P ：提升装置额定工作压力，取35MPa ● F 提升：提升装置额定提升力，单位N ● F 伸长：提升装置额定伸长力，单位N● A ：受力面积,单位mm 2 ● D1：受力面外径，为166mm ● D2：受力面内径，为95.5mm二、传压管耐压强度校核1、传压管抗内压强度校核根据套管（D/δ>14）抗内压计算公式Dn P sδσ2=，得 )(4.4835875.02183352mm n PD s =⨯⨯⨯==σδ， δ小于实际设计壁厚8.5mm ，满足抗内压强度要求。

式中：● Pmax ：管内最高工作压力，单位MPa ，此处取Pmax ＝35MPa ● D ：管外径，单位mm● σs ：材料屈服极限，单位MPa ，材料为35CrMo ，取σs =835MPa ● P ：管子抗内压强度的压力，单位MPa ，● n ：安全系数，一般按壁厚的12.5%的负公差，取n ＝0.8752、传压管抗外压强度校核根据套管（D/δ>14）抗外压计算公式)046.0/503.2(-=δσD n P s ，得 =+=503.2/)]046.0([sn P D σδ7.44mmδ小于实际设计壁厚8.5mm ，满足抗外压强度要求。

式中：● Pmax ：管内最高工作压力，单位MPa ，此处取Pmax ＝35 MPa ● D ：管外径，单位mm● σs ：材料屈服极限，单位MPa ，材料为35CrMo ，取σs =835MPa ● P ：管子抗外压强度的压力，单位MPa ， ● n ：安全系数，取n ＝0.75三、下壳体耐压强度校核1、下壳体抗内压强度校核根据套管（D/δ>14）抗内压计算公式Dn P sδσ2=，得 )(91.4835875.02205352mm n PD s =⨯⨯⨯==σδ， δ小于实际设计壁厚10mm ，满足抗内压强度要求。

钻井各种计算公式

钻头水利参数计算公式：1、钻头压降：dc QP eb 422827ρ= （MPa ） 2、冲击力：VF Q j02.1ρ= (N)3、喷射速度：dV eQ201273=(m/s)4、钻头水功率：d c QN eb 42305.809ρ= （KW ）5、比水功率：DNN b 21273井比＝ (W/mm 2)6、上返速度：D DV Q221273杆井返＝- （m/s ）式中：ρ－钻井液密度 g/cm 3Q－排量 l/sc －流量系数，无因次，取0.95～0.98de －喷嘴当量直径 mmd d d de 2n 2221+⋯++= d n ：每个喷嘴直径 mmD 井、D 杆－井眼直径、钻杆直径 mm全角变化率计算公式：()()⎪⎭⎫ ⎝⎛∂+∂+∆=-∂-∂225sin 222b a b a b a L K abab ϕϕ 式中：a ∂ b ∂ －A 、B 两点井斜角；a ϕ b ϕ －A 、B 两点方位角套管强度校核：抗拉：安全系数 m ＝1.80（油层）；1.60～1.80（技套）抗拉安全系数＝套管最小抗拉强度/下部套管重量 ≥1.80 抗挤：安全系数：1.12510ν泥挤H P= 查套管抗挤强度P c ' P c'/P挤≥1.125按双轴应力校核：Hn P ccρ10=式中：P cc －拉力为T b 时的抗拉强度（kg/cm 2） ρ －钻井液密度（g/cm 3） H －计算点深度（m ）其中：⎪⎭⎫⎝⎛--=T T KPP b b ccc K 223T b ：套管轴向拉力（即悬挂套管重量） kg P c ：无轴向拉力时套管抗挤强度 kg/cm 2K ：计算系数 kg σs A K 2=A ：套管截面积 mm 2 σs ：套管平均屈服极限 kg/mm 2 不同套管σs 如下：J 55：45.7 N 80:63.5 P 110:87.9地层压力监测：⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=D W NT R R d m n c 0671.0lg 282.3lg (d c 指数)100417.04895.8105⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯-=H cn ddR d Rcmcnp= （压力系数）式中：T –钻时 min/m N –钻盘转数 r/minW －钻压 KN D －钻头直径 mmR n －地层水密度 g/cm 3 R m －泥浆密度 g/cm 3压漏实验：1、地层破裂压力梯度：HPG Lm f 10008.9+=ρ KPa2、最大允许泥浆密度：HP Lm 102max +=ρρ g/cm 3为安全，表层以下[]06.0max-=ρρm g/cm 3 技套以下[]12.0max-=ρρmg/cm 33、最大允许关井套压：[]8.01000'max ⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--=gHm R a P P ρρ式中：P L －漏失压力（MPa ） PR－破裂压力（MPa ）ρm－原泥浆密度（g/cm 3） H －实验井深（m ）ρ'm ax－设计最大泥浆密度（g/cm 3） 10008.9mHP PL ρ+＝漏10008.9HmR P P ρ+=破井控有关计算：最大允许关井套压经验公式：表层套管[Pa]=11.5%×表层套管下深（m ）/10 MPa 技术套管[Pa]=18.5%×技术套管下深（m ）/10 MPa地层破裂压力梯度：HPG RR 1000=KPa/m最大允许关井套压：8.000981.01000max ⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=H H G P R a 套套ρ Mpa 最大允许钻井液密度：81.9'max G R=ρ－0.06 (表层)81.9'maxGR=ρ－0.12 （技套）套管在垂直作用下的伸长量：10724854.7-⨯-=∆LmL ρ式中：ρm －钻井液密度 g/cm 3 L ∆ －自重下的伸长 m L －套管原有长度 m 套管压缩距：()ρρmL LLE L 总钢固自-⨯=∆10式中：L ∆ －下缩距 m L自－自由段套管长度 mL固－水泥封固段套管长度 mL总－套管总长 mρ钢－钢的密度 7.85g/cm 3ρm－钻井液密度 g/cm 3E －钢的弹性系数（2.1×106kg/cm 3）泥浆有关计算公式：1、加重剂用量计算公式：()rr r r r 重加原重原加加－＝-V W 式中：W 加－所需加重剂重量吨 V 原－加重前的泥浆体积米3r 原、r 重、r 加－加重前、加重后、加重材料比重 g/cm 32、泥浆循环一周时间：QT V V 60柱井-=式中：T －泥浆循环一周时间分 V 井、V 柱－井眼容积、钻柱体积升 Q －泥浆泵排量升/秒 3、井底温度计算公式：1680HT T += 式中：T 、T 0 －井底、井口循环温度 o C H －井深米 4、配制泥浆所需粘土和水量计算：粘土量 ()rr r r r 水土水泥泥泥土－＝-V W 水量r土土泥水－＝W VQ 式中：W 土－所需粘土的重量吨 V 泥－所需泥浆量米3r 水、r 土、r 泥－水、土和泥浆的比重 g/cm 3 Q 水－所需水量米35、降低比重所需加水量：()rrrrr水稀水稀原原水＝--VQ式中：Q水－所需水量米3V原－原泥浆体积米3r原、r稀、r水－原泥浆、稀释后泥浆和水的比重g/cm3。

套管安全系数计算

套管安全系数计算如下表：抗拉安全系数＝68.6710008.95011.8185.02286=⨯⨯⨯KNKNP P ＝拉额8.72.1110008.9－＝：其中浮力系数下深每米重量＝浮力系数钢拉P P m ρ⨯⨯⨯36.20383.0791.7＝＝抗挤系数＝抗拉额MPaP PP 抗挤力＝0.00981×〔1.2-（1-0.65）×1.2〕×50＝0.383P 抗挤力＝0.00981×〔×ρ固井时的泥浆密度－（1-掏空系数0.65）×ρ下次泥浆密度〕32588.0823.18＝＝抗内压系数＝抗内压额内MPaMPaP P井底最大内压力＝0.00981×1.20×50＝0.588MPa P 内压力＝0.00981×（ρ下次最大泥浆－ρ地层水）×套管下深23.310008.9202053.5985.09.3233＝抗拉系数＝⨯⨯⨯KN()[]38.120202.165.012.100981.0305.21＝抗挤系数＝⨯⨯--⨯MPa67.120202.100981.0645.139＝抗内压系数＝⨯⨯油套φ139.7 N80×9.1738.410008.9175076.2985.08.1903＝抗拉系数＝⨯⨯⨯KN()[]21.236002.165.012.100981.0881.60＝抗挤系数＝⨯⨯--⨯MPa50.136002.100981.0363.63＝抗内压系数＝⨯⨯〔S 抗挤〕＝1.0～1.125 〔S 抗内压〕＝1.05～1.15 〔S 抗拉〕＝1.60～2.00 说明：①本井在计算最大内压力时忽略了地层水产生液柱压力； ②泥浆密度均采用1.2g/cm ；③各额定压力查钻井手册表3-8（第160～180页）。

钻井各种计算公式

钻头水利参数计算公式:1、钻头压降:dc QP eb 422827ρ= (MPa) 2、冲击力:VF Q j02.1ρ= (N)3、喷射速度:dV eQ201273=(m/s)4、钻头水功率:d c QN eb 42305.809ρ= (KW)5、比水功率:DNN b 21273井比＝ (W/mm 2)6、上返速度:D DV Q221273杆井返＝- (m/s)式中:ρ－钻井液密度 g/cm 3Q－排量 l/sc －流量系数,无因次,取0、95～0、98de －喷嘴当量直径 mmd d d de 2n 2221+⋯++= d n :每个喷嘴直径 mmD 井、D 杆－井眼直径、钻杆直径 mm全角变化率计算公式:()()⎪⎭⎫ ⎝⎛∂+∂+∆=-∂-∂225sin 222b a b a b a L K abab ϕϕ 式中:a ∂ b ∂ －A 、B 两点井斜角;a ϕ b ϕ －A 、B 两点方位角套管强度校核:抗拉:安全系数 m ＝1、80(油层);1、60～1、80(技套) 抗拉安全系数＝套管最小抗拉强度/下部套管重量 ≥1、80抗挤:安全系数:1、12510ν泥挤H P =查套管抗挤强度P c ' P c'/P挤≥1、125按双轴应力校核:Hn P ccρ10=式中:P cc －拉力为T b 时的抗拉强度(kg/cm 2) ρ －钻井液密度(g/cm 3) H －计算点深度(m) 其中:⎪⎭⎫ ⎝⎛--=T T KPP b b ccc K 223T b :套管轴向拉力(即悬挂套管重量) kg P c :无轴向拉力时套管抗挤强度 kg/cm 2K:计算系数 kg σs A K 2=A:套管截面积 mm 2 σs :套管平均屈服极限 kg/mm 2 不同套管σs 如下:J 55:45、7 N 80:63、5 P 110:87、9地层压力监测:⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫⎝⎛=DW NT R R d m n c0671.0lg 282.3lg (d c 指数)100417.04895.8105⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯-=H cnddR d R cmcnp =(压力系数)式中:T –钻时 min/m N –钻盘转数 r/minW －钻压 KN D －钻头直径 mmR n －地层水密度 g/cm 3 R m －泥浆密度 g/cm 3压漏实验:1、地层破裂压力梯度:HPG Lm f 10008.9+=ρ KPa2、最大允许泥浆密度:HP Lm 102max +=ρρ g/cm 3为安全,表层以下[]06.0max-=ρρmg/cm 3技套以下[]12.0max-=ρρmg/cm 33、最大允许关井套压:[]8.01000'max ⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛--=gH m R a P P ρρ式中:P L －漏失压力(MPa) PR－破裂压力(MPa)ρm－原泥浆密度(g/cm 3) H －实验井深(m)ρ'm ax－设计最大泥浆密度(g/cm 3) 10008.9mHP P L ρ+＝漏10008.9HmR P P ρ+=破井控有关计算:最大允许关井套压经验公式:表层套管[Pa]=11、5%×表层套管下深(m)/10 MPa 技术套管[Pa]=18、5%×技术套管下深(m)/10 MPa 地层破裂压力梯度:HPG RR 1000=KPa/m最大允许关井套压:8.000981.01000max ⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=H H G P R a 套套ρ Mpa 最大允许钻井液密度:81.9'max GR=ρ－0、06 (表层)81.9'maxGR=ρ－0、12 (技套)套管在垂直作用下的伸长量:10724854.7-⨯-=∆LmL ρ式中:ρm －钻井液密度 g/cm 3 L ∆ －自重下的伸长 m L －套管原有长度 m 套管压缩距:()ρρmL LLE L 总钢固自-⨯=∆10式中:L ∆ －下缩距 m L自－自由段套管长度 mL固－水泥封固段套管长度 mL总－套管总长 mρ钢－钢的密度 7、85g/cm 3ρm－钻井液密度 g/cm 3E －钢的弹性系数 (2、1×106kg/cm 3)泥浆有关计算公式:1、加重剂用量计算公式:()rr r r r 重加原重原加加－＝-V W式中:W 加－所需加重剂重量吨 V 原－加重前的泥浆体积米3r 原、r重、r 加－加重前、加重后、加重材料比重 g/cm 32、泥浆循环一周时间:QT V V60柱井-=式中:T －泥浆循环一周时间分 V 井、V 柱－井眼容积、钻柱体积升 Q －泥浆泵排量升/秒 3、井底温度计算公式:1680HT T += 式中:T 、T 0 －井底、井口循环温度 o CH －井深米 4、配制泥浆所需粘土与水量计算:粘土量 ()rr r r r 水土水泥泥泥土－＝-V W 水量r土土泥水－＝W VQ 式中:W 土－所需粘土的重量吨 V 泥－所需泥浆量米3r 水、r 土、r 泥－水、土与泥浆的比重 g/cm 3 Q 水－所需水量米35、降低比重所需加水量: ()rr r r r 水稀水稀原原水＝--V Q式中:Q 水－所需水量米3 V 原－原泥浆体积米3r 原、r 稀、r 水－原泥浆、稀释后泥浆与水的比重 g/cm 3。

常用力学计算公式

设计过程及计算一、提升装置提升力（伸长力）计算因活塞两侧受力面积相等，所以，F 提升＝F 伸长＝P ·A ＝P ·[0.25×π×（D 22 –D 12）]＝35MPa ×[0.25×3.14×(1662-95.52)]mm 2 ＝506522N ≈506.5KNF 提升＞500KN ，满足设计要求。

式中：● P ：提升装置额定工作压力，取35MPa ● F 提升：提升装置额定提升力，单位N ● F 伸长：提升装置额定伸长力，单位N● A ：受力面积,单位mm 2 ● D1：受力面外径，为166mm ● D2：受力面内径，为95.5mm二、传压管耐压强度校核1、传压管抗内压强度校核根据套管（D/δ>14）抗内压计算公式Dn P sδσ2=，得 )(4.4835875.02183352mm n PD s =⨯⨯⨯==σδ， δ小于实际设计壁厚8.5mm ，满足抗内压强度要求。

式中：● Pmax ：管内最高工作压力，单位MPa ，此处取Pmax ＝35MPa ● D ：管外径，单位mm● σs ：材料屈服极限，单位MPa ，材料为35CrMo ，取σs =835MPa ● P ：管子抗内压强度的压力，单位MPa ，● n ：安全系数，一般按壁厚的12.5%的负公差，取n ＝0.8752、传压管抗外压强度校核根据套管（D/δ>14）抗外压计算公式)046.0/503.2(-=δσD n P s ，得 =+=503.2/)]046.0([sn PD σδ7.44mm δ小于实际设计壁厚8.5mm ，满足抗外压强度要求。

式中：● Pmax ：管内最高工作压力，单位MPa ，此处取Pmax ＝35 MPa ● D ：管外径，单位mm● σs ：材料屈服极限，单位MPa ，材料为35CrMo ，取σs =835MPa ● P ：管子抗外压强度的压力，单位MPa ， ● n ：安全系数，取n ＝0.75三、下壳体耐压强度校核1、下壳体抗内压强度校核根据套管（D/δ>14）抗内压计算公式Dn P sδσ2=，得 )(91.4835875.02205352mm n PD s =⨯⨯⨯==σδ， δ小于实际设计壁厚10mm ，满足抗内压强度要求。

高温地热井套管故障原因及预防措施

技术创新 11◊胜利石油工程渤海钻井总公司余广兴髙-X地热井舉管故障原因及预、防<施在地热井中，由于高温地热流体产生热应力，随着温度升高套管材料的屈服强度相应降低，套管的抗内压、抗外挤以及抗拉强度都发生了变化。

高温地热井投入生产，水泥胶结的套管柱将受到高温地热流体引起的温度变化，造成明显的周期性轴向应力变化。

同时，由于生产一段时间后要进行井眼维护作业，本文将探讨高温地热井中的这种因为交替冷热产生的应力变化，如何在套管设计中考虑这些负载。

当高温井开始生产时，水由于温度急剧增加而膨胀成蒸汽，在两层套儈之间产生巨大的压力，这可能导致内层套管挤毁故障或外层套管的破裂故障，进而讨论这些故障的预防措施。

温度的影响是高温地热井发生复杂的主要因素。

虽然API 没有发布关于在高温下降低屈服强度的数据，但钢的材料性质会随着温度而变化是个常识。

在地热井设计中除了考虑热造成的屈服强度降低之外，还需要对热诱导轴向应力和塑性变形的影响进行充分的考虑。

套管螺纹的选择在地热井设计中也是至关重要的。

螺纹应能够承受因暴露于高温下产生的压缩和拉伸应力。

由于固井质量差导致的环空存在束缚住的自由水。

少量的水可以被困在套管扶正器与套管的空隙处。

当井投入生产时，由于温度的升高，水会膨胀。

水膨胀可以在两层套管之间形成巨大的压力。

因为外层套管有水泥和地层的加固，这个压力可以轻易的超过内层套管的抗挤强度。

在两层套管之间留有足够的环形间隙是非常重要的，同时确保良好的固井措施，提高水泥浆顶替效率，减少特别是扶正器间隙中的水，以避免挤毁故障发生。

1地热井套管选择中的注意事项由于高温的影响，地热井套管设计中有一些不同于油气井的参数需要特别注意。

因高温显著降低的套管屈服强度，同时产生的巨大的轴向应力。

管体和接头应具有相同的压缩等级，以避免接头故障。

因为这些因素，地热套管设计应进行：热诱导轴向应力和塑性变形设计。

固井作业常用公式

固井施工作业常用公式一、水灰比的确定设水灰比为λ，水泥浆密度为s ρg/cm 3,干灰密度为c ρg/cm 3,则有：λ=1--s sc ρρρ 二、1m 3水泥浆所需的干水泥量三、四、五、井底压力六、（1）之间）,（2七、已知套管内容积Q （m 2），套管下深h （m ），设计注入水泥浆量L （m 3），注水泥排量为q 1（m 3/min ），替泥浆排量为q 2（m 3/min ）：（1）当Qh ＜L ，则升温时间t=1q Qh（min ）（2）当Qh ＞L ，则升温时间t=1q L +2q L Qh -（min ）八、稠化时间计算已知套管内容积Q （m 2），套管下深h （m ），设计注入水泥浆量L （m 3），注水泥排量为q 1（m 3/min ），替泥浆排量为q 2（m 3/min ）稠化时间t=1q L +1q Qh +附加安全时间（60-90min ）（min ）九、失水量的计算Q 30=2*Q tT30式中：Q 30——30min 失水量，mlQ t ——在时间t 时收集的滤液量，mlθθθ式中：n ——流性指数，无量纲；k ——稠度系数，Pa.s n十一、游离液的计算： FF=%100⨯sf V V式中：FF ——游离液占的比例；V f ——游离液体积（ml ） V s ——水泥浆体积（ml ）十二、固井配水用量计算（1）固体外加剂固体用量：W=1000V a λ%（kg ）式中：a%为固体在干灰中的加量，λ为水灰比，V 为配水总量，单位为m 3。

（2）液体外加剂液体用量：W=1000l c V w aρλ（kg ）式中：a 为试验加量，单位（ml ）十三、十四、已知井径环空容积十五、十六、环空返速式中：Q q V 十七、钻井液替量计算已知套管阻位为H （m ），套管内容为Q （L/m ）钻井液替量L=QH/1000（m 3）。

十八、静压差计算已知钻井液密度为ρm （g/cm 3），注入前置液所占环空高度为H f （m ），密度ρf （g/cm 3），注入水泥浆所占环空高度为H s （m ），密度为ρs （g/cm 3），g 为重力加速度。

钻井工程第七章固井与完井

计算时，考虑三种最危险的情况确定井口压力：
1) 套管内充满天然气并关井时的内压力；
pi
pgas e
1.115510 4 GD
2) 以井口装置的承压能力作为套管在井口所受的内压力；
3) 以套管鞋处的地层破裂压力值确定井口内压力：
pi D(G f G f )
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三、套管的强度
1、套管的抗拉强度
套管所受轴向拉力一般在井口最大。由拉应力引起的破坏形式：本体被拉断、脱扣。圆螺纹套管的丝扣滑脱负荷小于管体的屈服拉断负荷；以丝扣滑脱负荷作为其抗拉强度；梯形螺纹套管和直联型套管的丝扣滑脱负荷大于管体的屈服拉断负荷。以管体屈服拉力作为其抗拉强度。
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2、套管的抗外挤强度
外挤载荷作用下的破坏形式：径厚比较大时，失稳破坏（失圆、挤扁）；径厚比较小时，强度破坏。根据现有套管尺寸，绝大部分是失稳破坏。套管开始丧失稳定性时的外挤压力值称为其抗挤强度。抗挤强度可以在钻井手册或套管手册中查到。
③水泥面以上套管强度要考虑双向应力的影响；
④轴向拉力通常按套管在空气中的重量计算；当考虑双向应力时，按浮重计算。
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（2）设计步骤
例题：某井177.8mm（7英寸）油层套管下至3500m，下套管时的钻井液密度为1.30g/cm3，水泥返至2800m，预计井内最大内压力35MPa，试设计该套管柱（规定最小段长500m）。解：规定的安全系数： Sc=1.0， Si=1.1， St=1.8。 ①计算最大内压力，筛选符合抗内压要求的套管，
激动压力系数Sg；0.024 ～0.048 g/cm3
压裂安全系数Sf； 0.03 ～0.06 g/cm3 井涌允量Sk；： 0.05 ～0.08 g/cm3 压差允值p； PN: 15～18 MPa ， PA：21～23 MPa

完井知识

一、名词解释(20)完井工程:也称油井完成。

包括钻开生产层到下套管注水泥固井，确定完井的井底结构，使井眼与产层连通(射孔)，安装井底及井口、排液、直至投产的一项系统工程。

井身结构:主要包括下入套管的层次，每层套管的下深以及下入套管和井眼尺寸的配合。

其设计的依据是：地层压力、破裂压力、坍塌压力(剖面)激动压力:激动压力系数Sg:下入钻柱时,由于钻柱向下运动产生的激动压力使井内液柱压力的增加值,用当量密度来表示.水泥浆的稠化时间:是指从水泥浆从配制开始到时其稠度达到时其规定值所用的时间.先期裸眼完井:是在钻到时预定的产层之前先下入油层套管固井,然后换用符合打开油气层条件的优质钻井液钻开油气层裸眼完成的完井方法.水泥浆失重:随着水泥浆的固化,水泥浆的重力逐渐传递到套管及岩石上,水泥浆的静液柱压力也慢慢降低,对地层的压力也逐渐变小.(当水泥的重力完全挂在两个交界面上,就丧失了静液柱压力对地层压力的平衡作用)这种现象称为水泥浆的失重.前置液:是用于在注水泥浆之前，向井中注入和各种专门液体。

其作用是将水泥浆与钻井液隔开，起到隔离、缓冲、清洗的作用，可提高固井质量。

前置液可分为隔离液和冲洗液P279LTC螺纹:长圆螺纹[API标准的连接螺纹有四种:短圆螺纹(STC),长圆螺纹(LTC),梯形螺纹(BTC),直连型螺纹(XL)] 二、简答题(50)1.简述套管的类型及作用答:根据套管的功能，可将套管分为以下几类：(1)表层套管，主要有两个作用，一是在其顶部安装套管头，并通过套管头悬挂和支承后续各层套管；二是隔离地表浅水层和浅部复杂地层，使淡水不受钻井液污染。

(2)中间套管，作用是隔离不同地层孔隙压力的层系或易塌易漏等复杂地层。

(3)生产套管，是钻到时目的层后的最后一层套管，其作用是保护生产层，并给油气从产层流至地面提供通道。

(4)钻井衬管(亦称钻井尾管)，它的作用同中间套管。

2.简述API标准的标准套管钢级分类答:分为八种10级其中六种抗硫的是:H-40、J-55、K-55、L-80、C-75、C-90四种非抗硫:N-80、P-110、Q-125、C-953.试述套管在外挤压力作用下有哪几种破坏形式答:有四种形式的破坏:①弹性失稳破坏；②弹性过渡区失稳破坏；③塑性失稳破坏；④屈服破坏。

固井基础知识

第二部分固井基础知识第一章基本概念1、什么叫固井？固井是指向井内下入一定尺寸的套管串，并在其周围注以水泥浆，把套管与井壁紧固起来的工作。

2、什么叫挤水泥？是水泥浆在压力作用下注入井中某一特定位置的施工方法。

3、固井后套管试压的标准是什么?5英寸、5 1/2英寸试压15MPa，30分钟降压不超过 0.5MPa,7英寸，9 5/8英寸分别为10MPa和8MPa，30分钟不超过0.5MPa；10 3/4—13 3/8英寸不超过6MPa，30分钟压降不超0。

5MPa。

4、什么叫调整井？为挽回死油区的储量损失，改善断层遮挡地区的注水开发效果以及调整平面矛盾严重地段的开发效果所补钻井叫调整井.5、什么叫开发井?亦属于生产井的一种，是指在发现的储油构造上第一批打的生产井。

6、什么叫探井？在有储油气的构造上为探明地下岩层生储油气的特征而打的井。

7、简述大庆油田有多少种不同井别的井？有探井、探气井、资料井、检查井、观察井、标准井、生产井、调整井、更新井、定向井、泄压井等。

8、什么叫表外储层？是指储量公报表以外的储层（即未计算储量的油层).包括：含油砂岩和未划含油砂岩的所有含没产状的储层。

9、固井质量要求油气层底界距人工井底不少于多少米？探井不少于多少米？固井质量要求,调整井、开发井油、气层底界距人工井底不少于25米（探井不少于15米）.10、调整井（小于等于1500米）按质量标准井斜不大于多少度？探井（小于等于3000米）按质量标准井斜不大于多少度？调整井按质量标准井斜不大于3度。

探井按质量标准井斜不大于5度.11、调整井（小于等于1500米)井底最大水平位移是多少？探井（小于等于3000米）井底最大水平位移是多少?调整井井底最大水平位移是40米。

探井井底最大水平位移80米。

12、目前大庆油田常用的固井方法有哪几种？（1）常规固井（2）双密度固井(变密度固井）(3）双级注固井（4）低密度固井（5)尾管固井13、目前大庆油田形成几套固井工艺？（1)多压力层系调整井固井工艺技术。

220kv套管泄露比规程

220kv套管泄露比规程
220kV套管泄露比通常是指在220kV电力系统中，套管的泄露电流与额定电流之比。

套管是用来保护高压电缆或绝缘子的一种装置，泄露比规程是指套管泄露电流与额定电流的比值应该满足的标准或规定。

从技术角度来看，220kV套管的泄露比应该符合国家或行业标准的要求。

泄露比的大小直接关系到套管的绝缘性能，过大或过小的泄露比都会影响套管的正常工作。

一般来说，泄露比越小，说明套管的绝缘性能越好，反之则绝缘性能可能存在问题。

因此，根据具体的国家或行业标准，套管泄露比应该控制在一定的范围内，以保证电力系统的安全运行。

此外，从安全角度来看，套管泄露比的规程也涉及到对电力系统的安全保护。

如果套管泄露比超出规定范围，可能会导致绝缘子击穿、电弧放电等安全隐患，甚至对设备和人员造成伤害。

因此，严格遵守套管泄露比的规程对于维护电力系统的安全稳定运行至关重要。

最后，从管理和监督角度来看，220kV套管泄露比规程也涉及
到对设备的定期检测和维护。

根据规程要求，需要定期对套管的泄露比进行检测，及时发现问题并进行维护，以确保套管的正常运行和绝缘性能。

这也是保障电力系统安全可靠运行的重要环节。

综上所述，220kV套管泄露比规程涉及到技术、安全和管理等多个方面，对于电力系统的安全稳定运行至关重要，需要严格遵守相关规定，并定期进行检测和维护。

高含硫油气井套管安全系数的合理取值

高含硫油气井套管安全系数的合理取值涂君君;张智;付建红;施太和;向青海;林元华【摘要】随着高含硫油气田的开发,油套管的工作环境也趋于恶劣和复杂.在酸性条件下,油套管的屈服失效准则已不适用,环境断裂是主要的失效模式,即使满足按屈服准则设计的安全系数,仍不能保证结构的安全.提出了以环境断裂力学评价为基础的油套管适用性评价方法--以环境断裂临界应力百分比为基础进行管柱强度安全系数的设计.本评价方法的标准是:在工作条件下,只要油井管环境断裂临界应力不小于所要求的油井管屈服强度相应的百分比,油井管就能安全运行.环境断裂临界应力的试验评价方法通常采用NACE方法A即NACE标准恒载荷拉伸试验方法,对该方法及相关的数据处理作了介绍.同时结合本评价方法,对国外有关的环境断裂临界应力的相关标准进行了研究.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2009(031)003【总页数】4页(P111-113,118)【关键词】油套管;适用性评价;高含硫;环境断裂临界应力;临界应力百分比【作者】涂君君;张智;付建红;施太和;向青海;林元华【作者单位】西南石油大学油气藏地质及开发工程国家,重点实验室,四川成都,610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家,重点实验室,四川成都,610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家,重点实验室,四川成都,610500;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家,重点实验室,四川成都,610500;大庆油田公司,黑龙江大庆,163453;西南石油大学油气藏地质及开发工程国家,重点实验室,四川成都,610500【正文语种】中文【中图分类】TE28目前，在国内已探明的天然气田中，高含硫气田有100多个，占总数的近一半，仅四川盆地，就有各类高含硫气田20多个，天然气储量高达2000×108m3，如何安全、环保、高效地开发好这类特别复杂的高危气田是一项重大的难题。

硫化氢对完井、修井使用的套管、油管、井下工具、地面测试流程装置及采气井口装置、场站设备、输气管线等都有极强的腐蚀性，一旦泄漏将对人的生命安全和环境造成极大的危害。