CN103206205A - 一种油管柱寿命预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石油勘探技术领域，具体而言，本发明涉及一种油管柱寿命预测方法，其中包括计算新油管柱的最大应力；计算某一时间油管柱最大应力；计算新油管柱抗拉安全系数；根据上述计算出来的新油管柱抗拉安全系数计算某一时间油管柱抗拉安全系数；当所述某一时间的油管柱抗拉安全系数等于预设的安全系数阀值，则油管柱抗拉安全系数的下降时间为所述油管柱的抗拉安全寿命。

Description

一种油管柱寿命预测方法

技术领域

本发明涉及石油勘探技术领域，具体而言本发明涉及一种油管柱寿命预测方法。

背景技术

文献中以油管柱抗拉极限载荷、抗最大内压力及抗外挤毁压力为基础计算油管柱寿命，没有考虑油管柱安全系数的因素，所预测出的油管柱寿命过长。还有的文献中以油管腐蚀穿孔为基础计算油管柱寿命，显然所预测出的油管柱寿命也过长。另一篇文献中还提出了油管柱接箍处疲劳寿命，这种预测油管柱寿命的方法也不十分合理。

发明内容

为了解决现有技术中油管寿命预测不准确的问题，提供了一种油管柱寿命预测方法能够准确的预测油管的寿命，对生产安全起到了重大作用。

本发明实施例提供了一种油管柱寿命预测方法，

计算新油管柱的最大应力：

其中，σ为新油管柱最大应力，L为油管柱长度，q为每米油管柱重量，D_o为新油管柱外径，D_i为新油管柱内径；

计算某一时间油管柱最大应力：

${\mathrm{\σ}}_t=\frac{\mathrm{Lq}}{0.25\mathrm{\π}({D_o}^2-{D_{\mathrm{tx}}}^2)},$

D_tx＝D_i+2vt，其中，σ_t为油管柱某一时间最大应力，D_tx为某一时间的油管柱内径，D_i为新油管内径，v为腐蚀速率，t为时间；

根据以下公式计算新油管柱抗拉安全系数：

其中，α为新油管柱抗拉安全系数，P为新油管柱丝扣抗拉极限载荷，g为重力加速度；

根据上述计算出来的新油管柱抗拉安全系数计算某一时间油管柱抗拉安全系数:

其中，α_t为某一时间油管柱抗拉安全系数；

当所述某一时间的油管柱抗拉安全系数等于预设的安全系数阀值，则油管柱抗拉安全系数的下降时间为所述油管柱的抗拉安全寿命。

根据本发明实施例所述的一种油管柱寿命预测方法的一个进一步的方面，所述预设的安全系数阀值为1.8。

通过上述本发明实施例的方法，考虑腐蚀速率和相应的油管柱应力的情况下，计算得到油管柱抗拉安全系数，并根据油管柱抗拉安全系数下降到安全系数阀值时的时间得到油管柱的安全寿命，使预测的油管柱寿命更加准确合理；准确预测油管柱寿命，可以减小或避免油气井油管柱的安全风险；预测油管柱寿命，可以为合理选择油管柱材质和油管柱参数提供依据，为降低油管柱成本提供依据；通过预测油管柱寿命，可以合理评价不同种类的油管柱性能；通过预测油管柱寿命，可以评价不同类型的油气井防腐措施。

附图说明

结合以下附图阅读对实施例的详细描述，本发明的上述特征和优点，以及额外的特征和优点，将会更加清楚。

图1给出了根据本发明的一个实施例一种油管柱寿命预测方法的流程图。

具体实施方式

下面的描述可以使任何本领域技术人员利用本发明。具体实施例和应用中所提供的描述信息仅为示例。这里所描述的实施例的各种延伸和组合对于本领域的技术人员是显而易见的，在不脱离本发明的实质和范围的情况下，本发明定义的一般原则可以应用到其他实施例和应用中。因此，本发明不只限于所示的实施例，本发明涵盖与本文所示原理和特征相一致的最大范围。

下面的详细说明以流程图、逻辑模块和其他的符号操作表达的形式给出，可以在计算机系统上执行。一个程序、计算机执行步、逻辑块，过程等，在这里被设想为得到所希望的结果的一个或多个步骤或指令的自洽序列。这些步骤是对物理量的物理操作。这些物理量包括电、磁或者无线电信号，它们在计算机系统中被存储、传输、组合、比较以及其他操作。这些信号可是比特、数值、元素、符号、字符、条件、数字等。每个步骤都可以通过硬件、软件、固件或它们的组合执行。

图1给出了根据本发明的一个实施例一种油管柱寿命预测方法的流程图。

步骤101，计算新油管柱的最大应力：

其中，σ为新油管柱最大应力，L为油管柱长度，q为每米油管柱重量，D_o为新油管柱外径，D_i为新油管柱内径。

步骤102，考虑到油管柱内壁受到流动流体腐蚀、油管柱外壁受到油套环形空间保护液保护的情况下，计算某一时间油管柱最大应力为：

${\mathrm{\σ}}_t=\frac{\mathrm{Lq}}{0.25\mathrm{\π}({D_o}^2-{D_{\mathrm{tx}}}^2)},$

D_tx＝D_i+2vt，

其中，σ_t为油管柱某一时间最大应力，D_tx为某一时间的油管柱内径，D_i为新油管内径，v为腐蚀速率，t为时间；

步骤103，根据以下公式计算新油管柱抗拉安全系数：

其中，α为新油管柱抗拉安全系数，P为新油管柱丝扣抗拉极限载荷，g为重力加速度；

步骤104，根据上述计算出来的新油管柱抗拉安全系数计算某一时间油管柱抗拉安全系数为:

其中，α_t为某一时间油管柱抗拉安全系数；

步骤105，当所述某一时间的油管柱抗拉安全系数等于预设的安全系数阀值，则油管柱抗拉安全系数的下降时间为所述油管柱的抗拉安全寿命。其中，所述预设的安全系数阀值例如可以为1.8。

通过上述实施例，本发明通过考虑腐蚀速率和相应的油管柱应力的情况下，计算得到油管柱抗拉安全系数，并根据油管柱抗拉安全系数下降到安全系数阀值时的时间得到油管柱的安全寿命，使预测的油管柱寿命更加准确合理；准确预测油管柱寿命，可以减小或避免油气井油管柱的安全风险；预测油管柱寿命，可以为合理选择油管柱材质和油管柱参数提供依据，为降低油管柱成本提供依据；通过预测油管柱寿命，可以合理评价不同种类的油管柱性能；通过预测油管柱寿命，可以评价不同类型的油气井防腐措施。

本发明可以以任何适当的形式实现，包括硬件、软件、固件或它们的任意组合。本发明可以根据情况有选择的部分实现，比如计算机软件执行于一个或多个数据处理器以及数字信号处理器。本文的每个实施例的元素和组件可以在物理上、功能上、逻辑上以任何适当的方式实现。事实上，一个功能可以在独立单元中、在一组单元中、或作为其他功能单元的一部分来实现。因此，该系统和方法既可以在独立单元中实现，也可以在物理上和功能上分布于不同的单元和处理器之间。

在相关领域中的技术人员将会认识到，本发明的实施例有许多可能的修改和组合，虽然形式略有不同，仍采用相同的基本机制和方法。为了解释的目的，前述描述参考了几个特定的实施例。然而，上述的说明性讨论不旨在穷举或限制本文所发明的精确形式。前文所示，许多修改和变化是可能的。所选和所描述的实施例，用以解释本发明的原理及其实际应用，用以使本领域技术人员能够最好地利用本发明和各个实施例的针对特定应用的修改、变形。

Claims (2)

1.一种油管柱寿命预测方法，其特征在于，

计算新油管柱的最大应力：

$\mathrm{\σ}=\frac{\mathrm{Lq}}{0.25\mathrm{\π}({D_o}^2-{D_i}^2)},$ 其中，σ为新油管柱最大应力，L为油管柱长度，q为每米油管柱重量，D_o为新油管柱外径，D_i为新油管柱内径；

计算某一时间油管柱最大应力：

${\mathrm{\σ}}_t=\frac{\mathrm{Lq}}{0.25\mathrm{\π}({D_o}^2-{D_{\mathrm{tx}}}^2)},$

D_tx＝D_i+2vt，其中，σ_t为油管柱某一时间最大应力，D_tx为某一时间的油管柱内径，D_i为新油管内径，v为腐蚀速率，t为时间；

根据以下公式计算新油管柱抗拉安全系数：

其中，α为新油管柱抗拉安全系数，P为新油管柱丝扣抗拉极限载荷，g为重力加速度；

根据上述计算出来的新油管柱抗拉安全系数计算某一时间油管柱抗拉安全系数:

其中，α_t为某一时间油管柱抗拉安全系数；

当所述某一时间的油管柱抗拉安全系数等于预设的安全系数阀值，则油管柱抗拉安全系数的下降时间为所述油管柱的抗拉安全寿命。

2.根据权利要求1所述的一种油管柱寿命预测方法，其特征在于，所述预设的安全系数阀值为1.8。

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