高抗挤套管磨损后的外压失效行为分析

作者：张建兵; 白松; 鞠录岩套管磨损挤毁强度井筒完整性有限元法

摘要：采用Abaqus软件,通过有限元模拟分析方法,按照月牙形磨损模型,对我国深井、超深井中广泛使用的140ksi(965kPa)钢级Φ244.5mm×11.99mm、110ksi(758kPa)钢级Φ339.7mm×12.19mm和Φ244.5mm×11.99mm等3种高抗挤套管在0到70%之间不同磨损率下的挤毁失效行为和挤毁强度变化规律进行了分析,得到了不同磨损率下套管的挤毁失效类型和挤毁强度数据。研究发现磨损在改变套管几何形状的同时,也使套管的挤毁失效行为发生了变化,从而使其剩余挤毁强度值的计算变得复杂。原本为塑性挤毁的Φ244.5mm×11.99mm110ksi(758kPa)套管在磨损后转变为以弹性失稳为主;原本为过渡挤毁的Φ244.5mm×11.99mm140ksi(965kPa)套管,当磨损率小于50%时,其挤毁失效类型为过渡挤毁,当磨损率大于50%时,其挤毁失效类型转变为弹性失稳;原本为弹性挤毁的Φ339.7mm×12.19mm110ksi(758kPa)套管在磨损后依然为弹性挤毁,但磨损加剧了其结构的不稳定。3种套管磨损后的剩余挤毁强度都低于原本失效模式下的挤毁强度值。

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