[發(fā)明專利]一種鹽巖地層異形套管設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310103527.2
• 申請(qǐng)日: 2013-03-27
• 公開（公告）號(hào): CN103195374A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張杰;楊蘭田;周偉;李翠楠;譙開聰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南石油大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B17/00
• 分類號(hào): E21B17/00
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司 51120
• 代理人: 楊海燕

1.一種鹽巖地層異形套管設(shè)計(jì)方法，針對(duì)不同鹽巖地層蠕變應(yīng)力狀態(tài)，通過改變異形套管的內(nèi)徑或者外徑，確定出適合該地應(yīng)力水平條件的套管橫截面形狀，其特征在于，所述異形套管有以下兩種形式：套管內(nèi)壁為圓形，外壁為橢圓形；套管內(nèi)壁為橢圓形，外壁為圓形。

2.如權(quán)利要求1所述的異形套管設(shè)計(jì)方法，其特征在于，當(dāng)異形套管內(nèi)壁為圓形，外壁為橢圓形時(shí)，根據(jù)下層套管確定異形套管的內(nèi)徑，分別計(jì)算轉(zhuǎn)角為0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°的位置處于給定的套管強(qiáng)度安全系數(shù)和鋼級(jí)條件下的橫截面形狀，當(dāng)計(jì)算位置轉(zhuǎn)角達(dá)到90°時(shí)，根據(jù)對(duì)稱性原理將各個(gè)位置計(jì)算所得外徑進(jìn)行鏡像即得適合該區(qū)塊的異形套管；當(dāng)異形套管外壁為圓形，內(nèi)壁為橢圓形時(shí)，根據(jù)實(shí)際井身結(jié)構(gòu)確定出異形套管的外徑，分別計(jì)算轉(zhuǎn)角為0°、15°、30°、45°、60°、75°、90°的位置處于給定套管強(qiáng)度安全系數(shù)和鋼級(jí)條件下的橫截面形狀，當(dāng)計(jì)算位置轉(zhuǎn)角達(dá)到90°時(shí)，根據(jù)對(duì)稱性原理將各個(gè)位置計(jì)算所得內(nèi)徑進(jìn)行鏡像即得適合該區(qū)塊的異形套管；

所述外徑、內(nèi)徑的計(jì)算公式如下：

σr=11-K2{[(ar)2-K2]Pi-[1-(ar)2]S1}-(2B1+4C1r2+6D1r4)cos2θσθ=11-K2{[(ar)2-K2]Pi-[1+(ar)2]S1}+(2B1+12A1r2+6D1r4)cos2θτrθ=(6A1r2+2B1-2C1r2-6D1r4)sin2θ]]>

A1=S22pd2K2(1-K2)B1=-S24p(1+3K4-4k6)C1=S2a22p(1-K6)D1=-S2a42p(1-k4)]]>

p=1-4K²+6K⁴+K⁸

式中：σ_θ、σ_r和τ_rθ——總應(yīng)力分量，MPa，

P_i——套管內(nèi)壓力，MPa，

r——計(jì)算點(diǎn)到異形套管中心的距離，m，

θ——與最大主應(yīng)力方向夾角，°，

S₁、S₂——均勻外載荷、因蠕變產(chǎn)生的外載荷，MPa，

a——異形套管內(nèi)壁短軸的長(zhǎng)度，m，

b——異形套管外壁長(zhǎng)軸的長(zhǎng)度，m，K=a/b。