套管设计基础

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套管设计是钻孔结构的关键环节，涉及级配、水力计算、扶正密封及套管座尾管设置。深孔钻探常设计多层套管，每层需符合规程且级配合理，以确保钻具稳定和固井质量。内套管与活动套管的选择需考虑钻进口径和地层条件，多层活动套管稳定但成本高，单层则成本低但稳定性较差。文章详细介绍了套管基础、受力分析、强度设计原则及示例，对优化设计和提高钻探效率安全至关重要。更多信息可通过PPT了解。

套管设计基础，

钻孔结构设计确定之后,需进行套管结构设计,其主要内容是套管的级配、上返水力计算、套管内外扶正与密封、套管座及尾管设置等。套管结构设计是安全钻进的重要保障。

对于套管的级配，深孔及特深孔钻探一般设计4～6层套管。每层套管的内外径规格及级配关系原则上应符合《地质岩心钻探规程》所对应的口径要求。在实际施工中，根据地层的复杂程度，可将上部套管直径加大,以增加套管预留层数。套管层间级配一般是上一层套管最小内径要比下一层套管串最大外径≥5mm。为了减少扩孔次数，上一级钻进孔径应满足下一级套管下孔要求。若套管下入后需用水泥固井,套管外径与孔壁环状间隙应不小于20mm。套管内径与钻具之间的级配原则是环状间隙不大于10mm(金刚石钻进应在3～5mm之间)，以保证钻具回转过程中的稳定性。

对于内套管及活动套管设置，套管与钻孔孔壁接触,以护壁为主要目的称之为外套管。外套管内下入的套管称之为内套管，分为固定式和活动式内套管。固定式内套管一部分置于套管内,其余则延伸至地层中，以分层护壁为目的，一般在终孔前不从钻孔中提出。活动式内套管主要解决套管与钻具合理级配和预留口径问题。深孔钻探设计套管串时须预留若干口径,所以多采用下活动式内套管的方法。根据现场钻进口径条件可下入多层或单层活动式内套管。多层活动套管具有稳定性好、减少对外套管敲击、保护外套管等优点,但费用增大,提拔内套管很麻烦,处理层间内套管夹卡事故难度大。单层活动套管可节约套管费用,降低提拔内套管的风险,但内外套管环状间隙较大,稳定性差，对外套管有一定的敲击作用。活动套管下入的次数及规格视钻进口径而定。在实际施工中，一般选择单层活动式内套管，以扶正措施解决内套管稳定性问题。钻探过程中，若遇到其他措施无法护壁必须下套管的复杂地层，可提出活动套管再扩孔下入下一级套管。

该内容主要介绍了一下四个内容，一、初识套管；二、套管柱的受力分析及套管强度；三、套管强度设计原则；四、套管柱设计示例。更多内容详见PPT；

来源：现代石油人