SY_T 5731-2012套管柱井口悬挂载荷计算方法.pdf

ICS 75.020E 13SY备案号：37503—2012中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5731—2012代替SY/T5731—1995套管柱井口悬挂载荷计算方法Method for calculating the hanging load of casing strings2012-12-01实施2012--08—23发布发布国家能源局 SY/次前言范围1规范性引用文件2术语和定义3符号及代号4套管柱井口装载的基本原则5套管柱井口悬挂载荷主要参数6套管柱井口悬挂载荷计算方法7单级固井套管柱井口悬挂载荷计算实例附录A（资料性附录）多级固井井口分析方法实例13附录B（资料性附录）20参考文献 SY/T 5731—2012前言本标准按照GB/T1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。本标准修订并代替SY/T5731-1995《套管柱井口悬挂载荷计算方法》。与SY/T5731--1995相比，主要变化如下：使用浮力系数法计算套管柱轴向力（见7.1）；增加了装定时套管柱长度增量的计算方法（见7.5）；一增加了“带分级箍固井时井口悬挂载荷计算方法”（见7.7）。本标准由石油钻井工程专业标准化委员会提出并归口。本标准起草单位：中国石油集团渤海钻探工程有限公司工程技术研究院。本标准主要起草人：于志强、王学正、肖松平、贾培娟、吴杰、赵虹。本标准代替了SY/I SY/T5731—2012套管柱井口悬挂载荷计算方法·范围1本标准规定了套管柱井口装载基本原则、悬挂载荷计算主要参数及计算方法。本标准适用于油气水井技术套管和生产套管的井口悬挂载荷的计算。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。SY/T5313钻井工程术语3术语和定义SY/T5313界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1有效轴向力effective axial force套管断面上所受的实际轴向力与稳定力的合成轴向力。3. 2附加轴向力additional axial force附加在套管断面上的轴向力增量。3.3温度增量梯度temperaturegradient incremental井筒温度稳定前后，单位深度上温度增量的平均值。3.4套管长度增量casing length increment套管装定时需要上提或下放的长度。4，符号及代号符号及代号见表1，表中符号及代号适用于本文件。表1套管柱井口悬挂载荷计算用符号及代号单位名称序号代号mm²1A;第ü段套管的内截面积A,mm?2第段套管截面积.3.Amm?套管柱外截面积1 SY/T5731---2012表1 (续)代号序号名称单位Ar4浮箍面积mm?E5套管钢材的弹性模量kPa6F。井口断面有效轴向力kN7F.水泥面处套管断面有效轴向力kNF.80第二级固井时井口断面有效轴向力kNF,9第二级固井时水泥面处套管断面有效轴向力kNFx10套管柱井口悬挂载荷kN11AF.井口断面总附加轴向力kN12AF水泥面处套管断面总附加轴向力kN13AFst并口装定时套管柱拉力增量kN14△F,套管内外压力变化引起的附加轴向力kN15AF.温度变化引起的附加轴向力kN16AF:浮箍所受浮力引起的附加轴向力kN17△G,温度增量梯度℃/100m18H套管鞋深度mH,19第段套管下人深度m20H.水泥返深m21L;第é段套管长度mL;22分级箍以上第j段套管长度m23ALst井口装定时套管柱长度增量mKt;24第段套管浮力系数一Ks25分级箍以上第段套管浮力系数一N26套管柱计算段数一27N.水泥面以上套管柱计算段数-N28带分级箍固井时最后一级水泥面以上套管计算段数一29pi套管内井口压力kPa30p。套管外井口压力kPa31pi套管内井口压力增量kPa32Ap。套管外井口压力增量kPa33q;第j段套管每米重量kN/m349分级箍以上第i段套管每米重量kN/m35to地面环境温度℃36t井口流体温度℃37At.井口温度增量℃38元Yu第é段套管内流体密度g/cm2 SY/T5731—2012表1(续)名称单位序号代号39g/cm3第j段套管外流体密度Yojg/cm340Y套管钢材密度℃-141β套管钢材的温度膨胀系数套管钢材泊松比42u5套管柱井口装载的基本原则套管柱井口装载应遵循以下原则：应使用符合设计要求的套管头。a)井口装载后，保证自由段套管在后续生产的过程中不应受压及发生轴向弯曲，b)依据套管柱强度设计要求，确定的井口悬挂载荷，应保证套管柱合理的抗拉安全系数；有硫c)化氢腐蚀的井，悬挂载荷计算应限定套管柱轴向载荷。d)井