高压气井溢流关井套管抗内压强度计算研究

摘要

高压天然气井发生溢流关井时,井筒内压力急剧变化导致套管应力分布失衡,显著降低其抗内压强度并增加失效风险。针对现有方法计算关井套管抗内压强度的精度不足问题,提出一种两端开口的套管韧性爆裂模型,计算了BG110SS钢级、规格为244.5 mm×13.8 mm套管的抗内压强度。同时,采用三维软件建立了包含水泥环约束的套管-水泥环系统有限元模型,模拟分析套管在关井内压载荷下的力学响应。通过将有限元模拟结果与韧性爆裂模型计算结果进行对比,表明该韧性爆裂模型具有较高的计算精度,能更真实地反映套管的抗内压强度,为高压气井溢流关井工况下套管抗内压强度的科学取值提供了新的参考依据。

关键词

套管强度 / 抗内压强度 / 爆裂模型 / 屈服强度 / 有限元分析