地面钻井套管变形破坏安全性分析方法及分析系统

摘要

本发明属于地面瓦斯抽采技术领域，具体涉及对地面瓦斯抽采的地面钻井套管受力变形破坏的安全分析方法和分析系统，所述分析方法包括可有效综合多种影响因素，对地面钻井套管变形破坏安全性进行有效的分析，包括如下步骤：1)获取各岩层的最大沉降位移；2)获得待分析界面位置钻井套管的最大剪切滑移位移和最大离层拉伸位移；3)计算获得待分析界面位置的钻井套管的最大剪切应力和最大拉伸应力；4)计算待分析界面处钻井套管的剪切破坏安全系数和/或拉伸破坏安全系数；5)当界面处钻井套管的剪切破坏安全系数或拉伸破坏安全系数小于1时，判定钻井套管将发生剪切破坏或拉伸破坏；本发明能准确得出套管变形破坏安全性分析结论，为钻井设计及防护工程的开展提供决策依据。

主权项

1.地面钻井套管变形破坏安全性分析方法，其特征在于：包括如下步骤：1)获取采场上覆各岩层最大沉降位移；2)获得待分析界面位置钻井套管的最大剪切滑移位移和最大离层拉伸位移；3)计算获得待分析界面位置钻井套管的最大剪切应力和最大拉伸应力；4)通过下列算式计算待分析界面处钻井套管的剪切破坏安全系数和/或拉伸破坏安全系数：剪切破坏安全系数：式中：τ_lim为钻井套管能承载的极限剪应力；A为钻井套管发生的最大剪切滑移位移；E为钻井套管弹性模量；a为剪切区域宽度的2倍；r₁为钻井套管外径；t为钻井套管的壁厚；y为钻井套管剪切区域内最大剪应力点距离剪切区域边缘的距离。拉伸破坏安全系数：式中：σ_t-lim为钻井套管允许承载的极限拉伸应力；σ_t-in为钻井套管实际承载的拉伸应力；E为钻井套管弹性模量；ε(y)为因岩层剪切滑移而发生的钻井套管微观拉伸变形，Δw为待分析界面位置钻井套管的最大离层拉伸位移；a为剪切区域宽度的2倍。5)当待分析界面处钻井套管的剪切破坏安全系数或拉伸破坏安全系数小于阈值时，判定钻井套管将发生剪切破坏或拉伸破坏。