套管强度校核.
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特点：瞬时地、单一地作用在套管上。 产生原因：
起下钻时速度变化产生的动载 阻、卡套管时提拉动载 摩擦动载 碰压动载
密度差产生的附加拉力
一、套管外载分析与计算 作用在套管上的主要载荷应是：
轴向力：自重、浮力 外挤压力
内压力
一、套管外载分析与计算
1.外挤压力
管外钻井液液柱压力:（水泥
不返到井口时，上部有一段套 管外为钻井液。该段套管称为 自由套管）
以关于套管内压力的计算有多种方法，常用方法是：
Pi Ps 0.0098n H
2.内压力
一、套管外载分析与计算
（1）内压力
确定井口内压力的三种方法是：
1）井口防喷装置（防喷器及压井管线等）许用最高压力。 2）套管鞋处附近地层破裂压力所决定的许用井口压力。
Ps 0.0098 ( f n ) H B
要按全掏空考虑的技术套管，有效外压力为
Poe 0.0098m H
（0≤H≤HL） 对于技术套管非全掏空的情况，有效外压力为 P 0.0098 H
oe m
Poe 0.0098 [ n H L ( n m ) H ] （ H L＜ H ≤ H B）
一、套管外载分析与计算
一、套管外载分析与计算
径向内压力：
管内流体压力 压裂作业等增产
措施时的压力
2.内压力
一、套管外载分析与计算
（1）内压力
对于表层套管和技术套管，当在下一井段钻进过程中
发生井涌而进行压井时，套管的内压力为井口内压力
与管内流体（钻井液与涌入流体——气、水、油或混
合物）的液柱压力之和。由于井涌情况的多样性，所
压力计算
对于水泥封固段，当发生上述最大有效外压力时，管
外环空中的水泥已经凝固，水泥环（水泥浆在环空内
凝固后的环状水泥石称为水泥环）应有助于套管承受 外压力，但难于准确计算，因此从安全角度考虑现场 P 0.0098 Z 上一般将水泥面以下水泥环段的外压力也按钻井液液
o m
1.外挤压力
一、套管外载分析与计算
漏失面深度确定：假设下一次钻进
Hn
盐 水 钻井液
钻至下一层套管的下入深度（下一
井段的目的井深）时发生井漏，并 假设漏失层的孔隙压力为地层盐水
( H n H L ) n H n sw
失面深度为：
柱压力，根据压力平衡关系可得漏
sw H L H n (1 ) n
1.外挤压力
（2）支撑内压力
对于表层套管、油层套管这种可能全掏空的情况，支
撑内压力为零。
对于技术套管非全掏空的情况，在漏失面以上（即井
深小于漏失面深度的套管段），支撑内压力为零，在 漏失面以下（即井深大于漏失面深度的套管段）作用 有管内钻井液液柱压力。
1.径向外挤压力
一、套管外载分析与计算 H
L
（2）支撑内压力
全掏空与非全掏空两种不同的情况下，套管柱所受的有效外 （a）全掏空 （b）非全掏空 压力不一样。 图7-3 有效外挤压力对比示意图
1——外压力 2——支撑内压力 3——有效外压力 对于全掏空情况，有效外压力是井底最大，井口最小（为 零）；
一、套管外载分析与计算 2.内压力
套管柱所受的内压力主要来自于钻井液、地层流体
P o H B ) 0.0098o H i (P p 0.0098
对于气井，井口也有内压力作用于套管。当考虑气体自重及
一、套管外载分析与计算
（2）支撑内压力
对于技术套管非全掏空的情况，支撑内压力
的计算式为
Pib 0
P n ( H H L ) ib 0.0098
（ 0≤ H ≤ H L ） （ H L＜ H ≤ H B）
1.外挤压力
一、套管外载分析与计算
（3）有效外压力
对于表层套管、油层套管这种可能全掏空的情况，需
序言
套管柱的类型 表层套管
技术套管（中间套管）
生产套管（油层套管）
尾管（技术尾管、生产尾管）
回接套管
一、套管外载分析与计算
1、静载 特点：长期作用、联合作用在套管上。 类型：
轴向拉力 径向外挤压力 径向内压力 弯曲附加拉力 温差应力
一、套管外载分析与计算
2、动载
因此技术套管的下部还有支撑内压力作用
油层套管：一般在采油后期产层压力降得很低的时候产
生最大有效外压力（开发后期可能抽油或气举采油）， 因为这时套管内的内压力会降得很低。若近似认为内压 力为零，则其受载情况与表层套管类似，即为全掏空。
1.外挤压力
一、套管外载分析与计算
（1）外压力
在水泥面（环空内水泥的顶面）以上应按钻井液液柱
第一节
套管及套管柱强度设计
序言
套管柱的主要功 对套管的要求 圆度 能 壁厚均匀性 抗挤 抗腐蚀 最小的流动阻力 抗拉 良好的上扣性能及重复互 抗内压 换性能 耐磨（硬度指标） 密封
序言
套管柱的组成 由不同强度的套管段组成 原因： 套管受到各种类型外力作用，须具有一定强度。 外载大小、类型不同，所需的强度要求也不同， 须有一系列不同尺寸、不同强度的套管。即套管 系列。
水泥浆液柱压力 地层中流体压力 易流动岩层的侧压力等
一、套管外载分析与计算
1.外挤压力
有效外压力：
Poe Po Pib
Байду номын сангаас式中 Poe——有效外压力；
Po——外压力；
Pib——支撑内压力。
1.径向外挤压力
有效外压力：
一、套管外载分析与计算
表层套管：井漏造成全掏空
技术套管：井漏发生，但不可能造成发生全漏空的情况，
（油、气、水）压力以及特殊作业（如压井、酸化 压裂、挤水泥等）时所施加的压力。与外挤压力类 似，对内压力也是分析计算危险工况时的有效内压 力。有效内压力为
Pie ＝ Pi － Pob
对于表层套管和技术套管，如果在下一井段钻进过程中发
生井涌而进行压井时，套管柱所受的有效内压力最大。
而对于油层套管，油井和气井的情况不一样，要根据采油、
3）下部高压油气喷出时可能出现的井口内压力。
对于油层套管，分油井与气井采用不同的计算方法。
一、套管外载分析与计算
以下是关于油层套管内压力的计算方法之一 。
对于油井，认为采油初期，产层压力较高，井口有内压力作
用于套管，套管的内压力为井口内压力与原油的液柱压力之 和（式中括号项即为井口内压力）
起下钻时速度变化产生的动载 阻、卡套管时提拉动载 摩擦动载 碰压动载
密度差产生的附加拉力
一、套管外载分析与计算 作用在套管上的主要载荷应是：
轴向力：自重、浮力 外挤压力
内压力
一、套管外载分析与计算
1.外挤压力
管外钻井液液柱压力:（水泥
不返到井口时，上部有一段套 管外为钻井液。该段套管称为 自由套管）
以关于套管内压力的计算有多种方法，常用方法是：
Pi Ps 0.0098n H
2.内压力
一、套管外载分析与计算
（1）内压力
确定井口内压力的三种方法是：
1）井口防喷装置（防喷器及压井管线等）许用最高压力。 2）套管鞋处附近地层破裂压力所决定的许用井口压力。
Ps 0.0098 ( f n ) H B
要按全掏空考虑的技术套管，有效外压力为
Poe 0.0098m H
（0≤H≤HL） 对于技术套管非全掏空的情况，有效外压力为 P 0.0098 H
oe m
Poe 0.0098 [ n H L ( n m ) H ] （ H L＜ H ≤ H B）
一、套管外载分析与计算
一、套管外载分析与计算
径向内压力：
管内流体压力 压裂作业等增产
措施时的压力
2.内压力
一、套管外载分析与计算
（1）内压力
对于表层套管和技术套管，当在下一井段钻进过程中
发生井涌而进行压井时，套管的内压力为井口内压力
与管内流体（钻井液与涌入流体——气、水、油或混
合物）的液柱压力之和。由于井涌情况的多样性，所
压力计算
对于水泥封固段，当发生上述最大有效外压力时，管
外环空中的水泥已经凝固，水泥环（水泥浆在环空内
凝固后的环状水泥石称为水泥环）应有助于套管承受 外压力，但难于准确计算，因此从安全角度考虑现场 P 0.0098 Z 上一般将水泥面以下水泥环段的外压力也按钻井液液
o m
1.外挤压力
一、套管外载分析与计算
漏失面深度确定：假设下一次钻进
Hn
盐 水 钻井液
钻至下一层套管的下入深度（下一
井段的目的井深）时发生井漏，并 假设漏失层的孔隙压力为地层盐水
( H n H L ) n H n sw
失面深度为：
柱压力，根据压力平衡关系可得漏
sw H L H n (1 ) n
1.外挤压力
（2）支撑内压力
对于表层套管、油层套管这种可能全掏空的情况，支
撑内压力为零。
对于技术套管非全掏空的情况，在漏失面以上（即井
深小于漏失面深度的套管段），支撑内压力为零，在 漏失面以下（即井深大于漏失面深度的套管段）作用 有管内钻井液液柱压力。
1.径向外挤压力
一、套管外载分析与计算 H
L
（2）支撑内压力
全掏空与非全掏空两种不同的情况下，套管柱所受的有效外 （a）全掏空 （b）非全掏空 压力不一样。 图7-3 有效外挤压力对比示意图
1——外压力 2——支撑内压力 3——有效外压力 对于全掏空情况，有效外压力是井底最大，井口最小（为 零）；
一、套管外载分析与计算 2.内压力
套管柱所受的内压力主要来自于钻井液、地层流体
P o H B ) 0.0098o H i (P p 0.0098
对于气井，井口也有内压力作用于套管。当考虑气体自重及
一、套管外载分析与计算
（2）支撑内压力
对于技术套管非全掏空的情况，支撑内压力
的计算式为
Pib 0
P n ( H H L ) ib 0.0098
（ 0≤ H ≤ H L ） （ H L＜ H ≤ H B）
1.外挤压力
一、套管外载分析与计算
（3）有效外压力
对于表层套管、油层套管这种可能全掏空的情况，需
序言
套管柱的类型 表层套管
技术套管（中间套管）
生产套管（油层套管）
尾管（技术尾管、生产尾管）
回接套管
一、套管外载分析与计算
1、静载 特点：长期作用、联合作用在套管上。 类型：
轴向拉力 径向外挤压力 径向内压力 弯曲附加拉力 温差应力
一、套管外载分析与计算
2、动载
因此技术套管的下部还有支撑内压力作用
油层套管：一般在采油后期产层压力降得很低的时候产
生最大有效外压力（开发后期可能抽油或气举采油）， 因为这时套管内的内压力会降得很低。若近似认为内压 力为零，则其受载情况与表层套管类似，即为全掏空。
1.外挤压力
一、套管外载分析与计算
（1）外压力
在水泥面（环空内水泥的顶面）以上应按钻井液液柱
第一节
套管及套管柱强度设计
序言
套管柱的主要功 对套管的要求 圆度 能 壁厚均匀性 抗挤 抗腐蚀 最小的流动阻力 抗拉 良好的上扣性能及重复互 抗内压 换性能 耐磨（硬度指标） 密封
序言
套管柱的组成 由不同强度的套管段组成 原因： 套管受到各种类型外力作用，须具有一定强度。 外载大小、类型不同，所需的强度要求也不同， 须有一系列不同尺寸、不同强度的套管。即套管 系列。
水泥浆液柱压力 地层中流体压力 易流动岩层的侧压力等
一、套管外载分析与计算
1.外挤压力
有效外压力：
Poe Po Pib
Байду номын сангаас式中 Poe——有效外压力；
Po——外压力；
Pib——支撑内压力。
1.径向外挤压力
有效外压力：
一、套管外载分析与计算
表层套管：井漏造成全掏空
技术套管：井漏发生，但不可能造成发生全漏空的情况，
（油、气、水）压力以及特殊作业（如压井、酸化 压裂、挤水泥等）时所施加的压力。与外挤压力类 似，对内压力也是分析计算危险工况时的有效内压 力。有效内压力为
Pie ＝ Pi － Pob
对于表层套管和技术套管，如果在下一井段钻进过程中发
生井涌而进行压井时，套管柱所受的有效内压力最大。
而对于油层套管，油井和气井的情况不一样，要根据采油、
3）下部高压油气喷出时可能出现的井口内压力。
对于油层套管，分油井与气井采用不同的计算方法。
一、套管外载分析与计算
以下是关于油层套管内压力的计算方法之一 。
对于油井，认为采油初期，产层压力较高，井口有内压力作
用于套管，套管的内压力为井口内压力与原油的液柱压力之 和（式中括号项即为井口内压力）