东北石油大学本科生课程设计 σDc13.2SD===3.49>1.125
ρdgD4×10-31.286×9.8×300×10-35.第四段管体抗拉安全系数校核。
Wcd4=KBq4L4×10-3=0.84×204.3×300×10-3=51.48(KN)
第四段管体抗拉安全系数：
St4=
σT4840.7==2.47>1.8
Wcd1+Wcd2+Wcd3+Wcd4100.7+51.48+188.77+51.486.油层套管抗内压校核
σ=ρpgDSi×10-3=1.25×9.8×1930×1.1×10-3=26.01MPa<29.441MPa 满足抗内压要求。
3.2.5 油层套管设计结果
表3-4 油层套管设计参数
井号 SJ0067 SJ0067 SJ0067 SJ0067 套管 类型 常规 常规 常规 常规 井段 （m） 0-300 300-1100 1100-1400 1400-1930 钢级 J-55 H-40 J-55 J-55 外径 （m） 139.7 139.7 139.7 139.7 壁厚 （mm） 6.2 6.2 6.2 6.99 长度 （m） 300 800 300 530 抗拉安全系数 2.47 2.0 3.79 8.35 抗挤安全系数 1.8 1.3 1.22 1.15
3.3中间套管柱设计
3.3.1 按抗外挤强度设计由下向上选择第一段套管
由公式3-1可知最大外挤压力为
pco1=ρdgD1×10-3=1.258×9.8×1800×10-3=22.19(MPa)
13
东北石油大学本科生课程设计 σD≥pco1?SD=22.19×1.125=24.96(MPa)
查《钻井工艺手册上》表3-8选择第一段套管
表3-5 第一段套管钢级选择 钢级 外径 壁厚 （mm） (mm) 内径 （mm） 均重 (N/m) 抗拉强度 (kN) 抗挤强度 （MPa） 接头拉伸度（KN） 3669.8 抗内压强度 （MPa） 43.644 N-80 244.5 11.05 222.4 634.8 4470.5 26.269 实际抗挤安全系数
SD=σD126.269==1.18>1.125 Pco122.193.2.2 确定第二段套管的下入深度和第一段套管的使用长度
1. 查《钻井工艺手册上》表3-8选择第二段套管
表3-6 第二段套管钢级选择
钢级 外径 壁厚 （mm） (mm) 内径 （mm） 均重 (N/m) 抗拉强度 (kN) 抗挤强度 （MPa） 接头拉伸度（KN） 3278.3 抗内压强度 （MPa） 39.645 N-80 255.5 10.03 224.4 583.8 4074.6 21.305 σD221.305×103第二段套管下入深度为D2===1536m，实际取
ρdgSD×10-31.258×9.8×1.1251500m，则第一段套管使用长度为L1=D1-D2=1800-1400=300m。套管每根按10m计算，则此段需要30根套管柱，需要30个扶正器。
3. 第一段套管抗拉安全系数校核、第二段套管抗挤安全系数校核 浮力系数 ：KB=0.84
Wcd1=KBq1L1×10-3=0.84×638.4×300×10-3=159.97(KN)
抗拉安全系数为：
St1=抗拉满足要求。
第二段抗挤安全系数
σT13669.8==22.9>1.8 Wcd1159.97 14
东北石油大学本科生课程设计 SD2σD221.305 =-3=-3=1.15>1.125ρdgD2×101.258×9.8×1500×10满足抗挤要求。
3.双向应力校核
σDcWcd1159.97=σD(1.03-0.74)=21.305×(1.03-0.74×)=21.33(MPa)
Fg4074.6SD=σDc21.33=-3-3=1.15>1.125 ρdgD2×101.258×9.8×1500×103.2.3 确定第三段套管的下入深度和第二段套管的使用长度
1. 查《钻井工艺手册》表3-8选择第二段套管
表3-7 第三段套管钢级选择
钢级 外径 壁厚 （mm） (mm) 内径 （mm） 均重 (N/m) 抗拉强度 (kN) 抗挤强度 （MPa） 接头抗拉强度（KN） 2495.5 抗内压强度 （MPa） 27.234 J-55 244.5 10.03 224.4 583.8 2802.4 17.72 第三段套管下入深度为D3=σD317.72==1278m，实
ρdgSD×10-31.258×9.8×1.125×10-3际取1200m，则第二段套管使用长度为L2=D2-D3=1500-1200=300m。套管每根按10m计算，则此段需要30根套管柱，需要30个扶正器。 3. 第二段套管抗拉安全系数校核、第三段套管抗挤安全系数校核。
Wcd2=KBq2L2×10-3=0.84×583.8×300×10-3=147.11(KN)
第二段套管抗拉安全系数：
σT23278.3St2===10.7>1.8
Wcd1+Wcd2159.97+147.11满足抗拉要求。
第三段抗挤安全系数：
SD3σD317.22 ==-3-3=1.2>1.125ρdgD3×101.258×9.8×1200×10
满足抗挤要求。
3.双向应力校核
15
东北石油大学本科生课程设计 Wcd1+Wcd2σDc=σD(1.03-0.74)Fg159.97+147.11=17.72×(1.03-0.74×)=16.81(MPa)2802.4
σDc16.81SD===1.14>1.125
ρdgD3×10-31.258×9.8×1200×10-3
3.2.4 确定第四段套管的下入深度和第三段套管的使用长度
1. 查《钻井工艺手册》表3-8
表3-8 第四段套管钢级选择
钢级 外径 壁厚 （mm） (mm) 内径 （mm） 均重 (N/m) 抗拉强度 (kN) 抗挤强度 （MPa） 接头抗拉强度（KN） 2015 抗内压强度 （MPa） 24.27 J-55 244.5 8.94 226.6 525.4 2508.8 13.927 第四段套管下入深度为D4=σD413.927=m，实-3-3=1004ρdgSD×101.258×9.8×1.125×10际取800m，则第三段套管使用长度为L3=D3 –D4=1200-800=400m，套管每根按
10m计算，则此段需要40根套管柱，需要40个扶正器。
2. 第三段套管抗拉安全系数校核、第四段套管抗挤安全系数校核
Wcd3=KBq3L3×10-3=0.84×583.8×400×10-3=196.2(KN)
第三段套管抗拉安全系数：
σT32495.5St3===4.96>1.8Wcd1+Wcd2+Wcd3159.97+147.11+196.2满足抗拉要求。
第四段抗挤安全系数：
SD4=σD413.927==1.4>1.125
ρdgD4×10-31.258×9.8×800×10-3
满足抗挤要求。
16
东北石油大学本科生课程设计 3.双向应力校核：
Wcd1+Wcd2+Wcd3σDc=σD(1.03-0.74)Fg159.97+147.11+196.2=13.927×(1.03-0.74×)
2508.8=12.28(MPa)σDc12.28SD=-3=-3=1.25>1.125 ρdgD4×101.258×9.8×800×103.2.5确定第四段的使用长度
1.设计到井口，则第四段使用长度L4=D1-L1-L2-L3=1800-300-300-400=800m，即取
800m。套管每根按10m计算，则此段需要80根套管柱，需要80个扶正器。 2. 第四段套管抗拉安全系数校核。
Wcd4=KBq4L4×10-3=0.84×525.4×800×10-3=353.1(KN)
第四段管体抗拉安全系数：
St4=σT42015==2.35>1.8
Wcd1+Wcd2+Wcd3+Wcd4159.97+147.11+196.2+353.1满足抗拉要求。 3.中间套管抗内压校核。
σ=ρpgDSi×10-3=1.222×9.8×1800×1.1×10-3=23.7MPa<24.27MPa 满足抗压要求。
3.3.6 中间套管设计结果
表3—9 中间套管设计参数
井号 SJ0067 SJ0067 SJ0067 套管 类型 常规 常规 常规 井段 （m） 0-800 800-1200 1200-1500 钢级 J-55 J-55 N-80 外径 （m） 244.5 244.5 244.5 壁厚 （mm） 8.94 10.03 10.03 长度 （m） 800 400 300 抗拉安全系数 2.35 4.96 10.7 抗挤安全系数 1.4 1.2 1.15 17