橢圓度及壁厚不均度對套管抗擠強度的影響

高建昌，金 軒，高連新

（1. 無錫華貝鋼管制造有限公司，江蘇 無錫 214142；2. 華東理工大學機械與動力工程學院，上海 200237）

實際應用中無法人為地去改變自然環境因素，油井的壽命長短主要還是取決于油套管質量。由于影響套管抗擠強度的因素較多，利用實物試驗研究這些影響因素十分困難，有限元法具有獨特的優勢。有限元法可以方便準確地對不同狀態下的套管抗擠強度進行分析，這是試驗方法和理論分析方法無法比擬的。對于影響油套管質量各種因素的研究從未停止［1-10］，尤其是制造過程中的橢圓度和壁厚的不均度［11-12］，對于油套管擠毀強度造成的影響最為顯著，可以直接導致油套管的承載能力大幅降低。

由于目前針對均布載荷下橢圓度和壁厚不均度對于油套管擠毀強度變化規律的研究較少，因此本文選取Φ101.6 mm×7.8 mm 規格的套管，在其管體存在橢圓度和壁厚不均勻條件下對管體施加均布載荷，針對擠毀強度的變化關系，進行了對比分析與研究，并分析總結了在均布載荷下石油套管的橢圓度及壁厚不均度與擠毀強度之間的變化規律。

1 套管擠毀有限元模型的建立

1.1 基本假設

將下井固定后的套管作為單獨研究的對象。由于套管的直徑與其長度的比值很小，在建立有限元模型時，可以將套管視為無限長管，簡化成平面應變問題來進行處理。對于套管的力學模型及擠壓載荷分布形式做如下基本假設：①套管變形前為壁厚均勻的理想圓形；……