含微裂纹油井套管的抗内压断裂强度预测

孙永兴 施太和 林元华 王忠生 王志斌 张果

川庆钻探工程公司 钻采工艺技术研究院，四川 广汉618300；2.西南石油大学 CNPC石油管力学和环境行为重点实验室，四川 成都610500

API 5C3抗内压屈服设计的基本原理是管内壁屈服即失效，实际上，管内壁开始屈服并不会丧失密封和结构的完整性，内壁屈服在实际试验和现场应用中都体现不出来，爆裂能真实体现套管丧失密封的完整性。当裂纹深度大于管壁厚的5%时，失效形式是一种裂纹扩展失稳，应釆用基于断裂力学理论的裂纹失稳断裂公式来预测套管的断裂压力，并与ISO的韧性爆裂压力对比，以二者中小者为准。ISO10400:2007给出了油井套管的JIC值，由JIC和油井套管临界应力强度因子KIC的关系可求得油井套管的KIC值，根据KIC与预测断裂压力的失效评估图（failure assessment diagram，FAD）就可以预测出不同裂纹深度油井套管的抗内压断裂强度。FAD为油井套管的抗内压设计提供了一种重要的参考依据。