非均匀载荷下页岩气套管抗挤强度全尺寸试验及新机理

作     者：姬丙寅 余夫 罗蒙 孙建安 史交齐 董晓明 Ji Bingyin;Yu Fu;Luo Meng;Sun Jian'an;Shi Jiaoqi;Dong Xiaoming

作者机构：西安三维应力工程技术有限公司 宝山钢铁股份有限公司 

基　　金：陕西省重大科技创新专项资金项目计划“石油管材全尺寸评价试验系统产业化”(2018ZKC-119) 

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

年 卷 期：2023年第51卷第9期

页      码：148-154页

摘      要：为研究页岩气套管非均匀载荷下抗挤强度及失效机理,采用全尺寸试验方法,开展平面非均匀载荷、弧面非均匀载荷、平面载荷和均匀载荷组合、弧面载荷和均匀载荷组合等4种非均匀载荷情况的试验研究。试验结果表明:非均匀载荷下套管失效机理为套管承载非均匀载荷后,引起的直径变化率发生变化。随着载荷的增大,当直径变化率达到临界状态下,套管发生失效,即达到套管临界承载能力;套管直径变化率与套管抗挤强度近似呈反相关,直径变化率越大,套管的抗挤强度越小。当套管直径变化率小于0.5%时,套管抗挤强度降低不明显,当套管直径变化率≥0.5%时,套管抗挤强度影响显著,套管直径变化率范围为1.0%~2.0%,抗挤性能下降15%~20%。建议页岩气套管可以选择厚壁套管,提高抗径向变形能力,或者基于应变设计理论控制套管径向变形,或者采用弹性介质封固方式以减少外力对套管径向变形的影响,而不是一味追求增加套管的抗挤强度。所得结论对页岩气套管选材或减少页岩气套管失效具有指导作用。

主 题 词：页岩气套管 非均匀载荷 抗挤强度 全尺寸试验 新机理 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 08[工学] 082002[082002] 

D　O　I：10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2023.09.020

馆 藏 号：203123687...