ICS 75. 180. 10 SY E 92 备案号：48232—2015 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T 6952.1—2014 基于应变设计的热采并套管柱 第1部分：设计方法 Thermal casing string for strain based design- Part 1: Design method 2014-10一15发布 2015-03一01实施 国家能源局 发布 SY/T6952.1-2014 目 次 前言 范围 规范性引用文件 2 术语和定义 3 符号和代号 4 设计准则 5 设计计算流程 6 1 套管柱强度设计 7.1套管强度计算 7. 2 温度效应 7.3有效外载和强度设计方法 7. 4 强度安全系数 8套管柱应变设计 8.1套管选择 8.2 套管柱外载计算 8.3套管柱应变计算 8.4累计应变计算 10 8.5 应变安全系数 0 附录A（资料性附录） 热采井套管柱设计实例 SY/T6952.1—2014 前 言 SY/T6952《基于应变设计的热采井套管柱》分为以下四个部分： 第1部分：设计方法； 第2部分：套管； -第3部分：适用性评价方法； 第4部分：套管螺纹连接。 本部分为SY/T6952的第1部分。 本部分按照GB/T1.1一2009《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。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本部分由石油管材专业标准化技术委员会提出井归口。 本部分起草单位：中国石油集团石油管工程技术研究院、中国石油新疆油田分公司、中国石油大 学（华东）、中国石油辽河油田分公司。 本部分主要起草人：王建军、韩礼红、谢斌、闫相祯、杨平阁、田志华、钟守明、王航、王刚。 SY/T6952.1—2014 基于应变设计的热采井套管柱 第1部分：设计方法 1范围 SY/T6952的本部分规定了稠油蒸汽热采井套管柱设计方法，包括强度设计和应变设计的设计 准则、设计计算流程和计算方法。 本部分适用于稠油蒸汽热采井的钻完井、生产过程中套管柱设计计算。 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，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T2039金属材料单轴拉伸螨变试验方法 GB/T9253.2石油天然气工业套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验 GB/T19830石油天然气工业油气井套管或油管用钢管 SY/T5724套管柱结构与强度设计 SY/T6952.2基于应变设计的热采井套管柱第2部分：套管 APISpec5B套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验规范（Threading，gaugingand thread inspection of casing, tubing and line pipe threads) APISpec5CT套管和油管规范（Specificationforcasingandtubing） 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3. 1 套管柱强度设计casingstringstrengthdesign 弹性力学理论为基础的应力设计方法，以套管柱的工作应力小于材料的许用应力作为强度设计准 则，其中许用应力等于屈服强度除以安全系数。 3. 2 套管柱应变设计casingstringstraindesign 弹塑性力学理论为基础的设计方法，以套管柱的工作应变小于材料的许用应变作为应变设计准 则，其中许用应变等于均匀延伸率除以安全系数。 4符号和代号 符号和代号见表1，表1中符号及代号适用于本部分。 SY/T6952.1-2014 表1套管柱设计符号及代号 序号 名称 符号 单位 1 手紧紧密距 A mm 2 API挤毁公式中的经验系数 A. 接箍横截面面积 Aic 3 mm² 管体大端最后一个完整螺纹处横截面面积 Aip mm? 4 5 管体横截面面积 Ap mm² 6 API挤毁公式中的经验系数 B. 7 API挤毁公式中的经验系数 Ce 一 管体名义外径 8 D mm 6 弯曲度 (狗腿度) Dig (°）/30m 管体名义内径 10 d mm 11 机紧后外螺纹端部接箍螺纹根部的直径 di mm 弹性模量 E 12 MPa 13 注汽温度下套管弹性模量 E MPa 注汽温度下套管塑性模量或切线模量 Ex 14 MPa 15 密封面中径 E, mm 手紧面中径，见APISpec5B或GB/T9253.2 E; 16 mm 17 中径，见APISpec5B或GB/T9253.2 E, mm API挤毁公式的历史经验常数 F. 18 一 19 有轴向应力时的等效屈服强度 f yax MPa 20 规定最小屈服强度 fymn MPa fyme 21 接箍规定最小届服强度 MPa 22 管体规定最小屈服强度 fymp MPa 23 注汽温度下的最小屈服强度 fymnt MPa 24 接箍规定最小拉伸强度 fumc MPa 25 管体规定最小拉伸强度 fummp MPa 26 API挤毁公式历史经验常数 G. 一 27 地层压力梯度 G, MPa/m 28 计算点井深 h m 29 偏梯形螺纹高度，见APISpec5B或GB/T9253.2 hB mm 30 计算点垂深 hv m 圆螺纹等效V型螺纹的螺纹高度，其值如下： 每英寸27牙：0.815mm； 每英寸18牙：1.222mm； 每英寸14牙：1.755mm H 31 mm 每英寸11%牙：1.913mm； 每英寸10牙：2.1996mm； 每英寸8牙：2.7496mm 2 SY/T6952.1—2014 表1 (续) 序号 名称 符号 单位 手紧位置，偏梯形螺纹接箍端面到三角底部之间的距离： 32 对4%in规格为10.16mm；对5in~13%in规格为12.70mm；又 对大于13% Is mm in的规格为9.52mm 33 有效螺纹长度，其值为L-M，见APISpec5B或GB/T9253.2 Let mm te 套管下人深度 Le m 35 从管端到手紧平面的长度，见APISpec5B或GB/T9253.2 Lt mm 36 管端至消失点总长度，见APISpec5B或GB/T9253.2 L. mm 37 完整螺纹长度，见APISpec5B或GB/T9253.2 L, mm 圆螺纹套管和油管为从接箍端面到手紧面的长度，见APISpec5B或 86 M mm GB/T 9253.2 39 上扣螺纹数量 N 一 40 注汽轮次 n 41 套管内半径 ri mm 42 套管外半径 r2 mm 管体名义壁厚 mm 44 管体内服强度 Pbo MPa 45 抗挤强度 MPa 46 套管下端的内压力 p: (L.) MPa 47 套管下端的外压力 p。 (L) MPa 8t 套管内压力 Ppi MPa 49 地面套压 Ppic MPa 50 注人蒸汽压力 Ppis MPa 51 套管外压力 Ppo MPa 52 接箍外径，见APISpec5CT或GB/T19830 w mm 螺距，对8牙/in圆螺纹套管和油管为3.175mm，对10牙/in圆螺纹套管 53 p mm 和油管为2.540mm，） 对偏梯形螺纹套管为5.080mm 54 抗挤安全系数 S. 55 抗内压安全系数 S; 56 应变安全系数 S, 一 57 计算应变安全系数 58 抗拉安全系数 S. 59 圆螺纹齿底倒角高度，10牙/in为0.36mm，8牙/in为0.43mm Sm mm 基于直径的锥度，对圆螺纹套管为0.0625，对外径小于16in偏梯形螺纹套 60 Ta mm/mm 管为0.0625，对外径大于或等于16in偏梯形螺纹套管为0.0833 抗拉强度 61 T. kN 62 套管温度变化 AT ℃ 63 管体名义壁厚 mm 3