摘要：采用反证法探讨了前人在基础理论的推理过程中存在的问题,证明双向应力椭圆理论与实际载荷条件并不矛盾。应用多元函数单调性理论,证明了在三轴应力条件下管体中最大应力强度值出现在套管内壁。采用理论推导和计算方法,对套管轴向应力计算公式进行了讨论。通过实例计算,对比分析了用“三向应力圆”理论与其他几种理论计算的抗挤强度值。结果表明,应用“三向应力圆”理论计算的值偏大。

摘要：射孔是造成套管损坏的重要原因之一,建立了射孔套管的有限元力学模型,采用弹塑性有限元法,分别对螺旋布孔射孔套管采用不同的射孔孔径、射孔密度和射孔相位给套管强度造成的影响进行了模拟和分析。分析了不同孔径、孔密及相位角的射孔套管在外挤压力作用下的孔眼应力集中系数的变化规律。结果表明,射孔后套管的极限承载能力均有不同程度的下降,下降幅度与射孔密度有关,射孔后套管内的应力随射孔孔径、射孔密度和射孔相位的增加而增大,并使套管的抗拉、抗压强度降低。因此,在套管柱设计时应该考虑射孔的影响。最后,通过对几种布孔方案进行对比分析,找出了射孔套管的优选布孔方案。为射孔完井优选设计提供了合理的模型,为射孔段套管柱的合理设计提供了承载能力计算的可靠依据。

摘要：砂岩储层开采过程中储层砂岩会与储层流体一起流向井筒,易在井筒附近油层形成出砂空洞,使储层出砂段套管失去地层的保护作用,引起套管失效。分析出砂段套管强度校核采用的圆柱壳屈曲模型理论的局限性,提出依据普氏理论,建立疏松砂岩出砂后套管的受力模型;并采用数值方法确定出砂段套管强度值。研究表明:出砂段空洞高度与套管轴向力呈一定线性比例,出砂段空洞与出砂量是一定指数关系。该理论可用来进行出砂段套管的校核和设计。

摘要：针对东辛复杂断块油藏泥岩夹层和断层附近套管损坏严重的问题,研究了套管在泥岩夹层和断层附近套损机理。研究表明,造成泥岩夹层和断层处套管损坏的主要原因是该层段的异常地应力。因此,在这2个层段,考虑异常地应力作用和承受非均匀地应力作用对套管强度的影响,提出了基于地应力的套管强度优化设计方法。

摘要：针对复杂地层的跟管钻进技术进行研究,分析了跟管钻具的受力情况,并对易损部件进行有限元分析,对实践过程中出现的问题进行改进以及对套管螺纹结构的优化设计,提出了改进方案。

摘要：通过ANSYS有限元软件分析了套管在非均匀外挤力作用下的大变形特征,定义了套管在非均匀外挤力作用下破坏的临界条件,得到了此时的临界非均匀外挤力。为了表征套管在非均匀外挤力作用下的强度特征,定义了套管的等效破坏载荷,分析了等效破坏载荷与壁厚、载荷不均匀度的关系,并给出了计算实例。

摘要：利用大孔径高孔密射孔弹，通过多组混凝土靶进行射孔打靶试验，并对打靶后的套管进行射孔对套管强度影响试验与分析，通过实验室的试验机进行挤压实验及统计理论分析，给出射孔后套管强度下降值K的统计公式，为采油工程方案设计提供了可靠的依据。

摘要：在套管设计和评估过程中应考虑其可靠性,常规的概率可靠性方法需要大量的数据建立概率模型。然而,与套管强度和载荷相关的数据获取难度大,难以满足建立概率模型的要求。为此,对非概率可靠性理论用于套管强度可靠性分析进行了探讨,建立了基于非概率可靠性理论的套管可靠性评估模型,采用区间变量来刻画套管强度评估中涉及的各种参量的不确定性,从而借助非概率可靠性指标判断套管的安全可靠性。由推导的公式可知,某一不确定参数的偏差减小,另一个不确定参数的偏差可随着增大。因此,在工程实际中为了降低成本,应尽可能减小不确定参数的偏差,在保证套管安全可靠的前提下,可以适当放宽对套管壁厚和直径的偏差要求。该方法适用于不确定参量信息不足的情况,是实际工程中利用有限的信息判断套管是否安全的有效方法。

摘要：射孔完井是油气田勘探开发中不可缺少的环节,目前油田中多采用螺旋射孔完井方式完井。射孔后,套管管体出现孔眼,破坏了其柱面的一致性,使管体强度受到影响。采用有限元模型,分析了不同射孔参数下的套管等效应力对套管强度造成的影响。研究发现,随着射孔深度增加,套管等效应力变大;随着射孔孔径的变大,套管等效应力先变小后变大,且在射孔孔径为12mm时最小;在射孔孔径小于12mm时,孔眼密度为16孔/m时的套管等效应力要大于孔眼密度为12孔/m时的套管等效应力;射孔孔径等于12mm时,两者相等;在射孔孔径大于12mm时,孔眼密度为16孔/m时的套管等效应力要小于孔眼密度为12孔/m时的套管等效应力。研究结果表明,采用有限元分析方法研究射孔对套管强度的影响规律是可行的。从而为张天渠油田射孔完井优选设计提供合理的依据。

摘要：深层高温环境对套管力学行为产生较大影响,传统套管柱设计方法仅考虑常温下管柱应力状态,难以适应深层套管柱设计要求。基于弹性力学和热力学理论,结合常温套管应力模型,建立了套管应力与温度作用下的计算模型;基于套管、水泥环和地层耦合体材料特性,分析了热应力作用下套管强度变化特性,建立了高温条件下套管设计优化流程。研究结果表明:在三轴应力作用下套管的抗内压强度增加,抗挤强度减小;高温条件下热应力引起套管三轴强度均减小,管体屈服强度也会减小;热应力产生的轴向应力越大,套管抗挤强度降低幅度越大。所得结果可为深井套管柱强度设计的定量评价提供理论基础。