مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

تأثیر عیوب ساخت بر مقاومت مچالگی لوله‌های جداری

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان
1 گروه مهندسی نفت، مؤسسه آموزش عالی جهاد دانشگاهی استان اصفهان، اصفهان، ایران
2 گروه مهندسی نفت و گاز، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران
3 شرکت نفت مناطق مرکزی ایران، تهران، ایران
چکیده
مچالگی لوله‌های جداری همه ساله هزینه‌های زیادی را بر شرکت‌های تولیدکننده نفت و گاز تحمیل می‌کند. این مشکل نه‌تنها در زمان حفاری در برخی سازندها مشاهده می‌شود بلکه مدت‌ها بعد از تکمیل و بهره‌برداری نیز می‌تواند باعث بروز مشکلاتی شود. پیش‌بینی دقیق میزان فشار مچالگی فاکتور بسیار مهمی در طراحی لوله‌های جداری است. مچالگی لوله‌های جداری به طور کلی تابعی از خواص ژئومکانیکی سازند و خواص مکانیک جامداتی لوله‌های جداری است. از جمله خواص مکانیک جامداتی تأثیرگذار بر مچالگی لوله جداری می‌توان به بیضی‌بودن لوله جداری و تفاوت در ضخامت لوله جداری و وجود تنش پسماند در هنگام ساخت لوله جداری اشاره کرد. در این تحقیق به بررسی رفتار مچالگی لوله‌ی جداری با درنظرگرفتن خزش سازند و عیوب ساخت لوله با استفاده از روش‌های عددی پرداخته شده است نتایج حاصل نشان می‌دهند که عیوب ساخت لوله از قبیل بیضی‌بودن و خارج از مرکزی لوله تا حد زیادی می‌تواند باعث کاهش مقاومت مچالگی لوله جداری گردد این کاهش مقاومت به حدی است که لوله جداری در زمان‌های ابتدایی قرارگرفتن در چاه دچار کرنش پلاستیک زیادی شده و مچاله می‌شود و عیوب ساخت، نسبت به پدیده خزش سنگ نمک تأثیر بیشتری بر مچالگی لوله جداری دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Investigating the effect of construction defects on the Casing Collapse Strength

نویسندگان English

F. Ghodusi Borujeni 1
H. Jalalifar 2
S. Jafari 2
A. Rafati 3
1 Petroleum Engineering Department, ACECR Institute of Higher Education, Isfahan, Iran
2 Petroleum & Gas Engineering Department, Engineering Faculty, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
3 Iranian Central Oil Fields Company (ICOFC),Tehran, Iran
چکیده English

Casing collapse is major problem of the oil fields which causes increase of costs to oil companies. This problem can be seen not only at drilling time in some formations but also after the completion and production may cause problems. exact prediction of collapse pressure is a very important factor in the casing design. Casing Collapse generaliy is a function of the geomechanical properties of the formation and the properties of the solid mechanics of the casing. One of the properties of solid mechanics that affects the testing of the collapse can be the ovality of the casing and the difference in the thickness of the casing and the existence of residual stress during the construction of the casing. In this paper, using numerical methods, the effect of each of the above-mentioned solid mechanics parameters and formation creep on the collapse of the casing has been investigated. The results of this study indicate that pipe defects, such as casing ovality, eccentricity and the presence of residual stress, reduce the strength of the casing.

This reduces the resistance to the extent that the casing at the time of installation due to high plastic strain will collapse and also it was found that the pipe imperfections is more effective than rock salt creep in casing collapse.

کلیدواژه‌ها English

Casing
collapse
Pipe construction defects
Salt Creep
Numerical Modeling
Maruyama K, Yazaki Y, Ozaki T. The influence of shape and residual stress of pipe on collapse property, and the collapse formulae experimentally derived. Journal of the Japanese Association for Petroleum Technology. 1996;61(4):292-299. [Link] [DOI:10.3720/japt.61.292]
Jamedari R. Collapse capacity for a pipeline with thick coating [Dissertation]. Akershus, Ås, Norway: Norwegian University of Life Sciences; 2015. [Link]
Unknown Author. Empirical formula given for collapse resistance of worn casing under nonuniform loading [Internet]. Unknown city: Oil & Gaz Journal; 2013 [Cited15 Aug 2016]. Available from: https://bit.ly/2Nlmw6N [Link]
Tamano T, Mimaki T, Yanagimoto S. A new empirical formula for collapse resistance of commercial casing. Foreign Technology-Nippon Steel Corporation. 1984;(316):19-25. [Link]
Issa JA, Crawford DS. An improved design equation for tubular collapse. SPE Annual Technical Conference and Exhibition; 1993 Jan 1; Houston, Texas. London: Society of Petroleum Engineers; 1993. [Link] [DOI:10.2118/26317-MS]
Tokimasa K, Tanaka K. FEM analysis of the collapse strength of a tube. Journal of Pressure Vessel Technology. 1986;108(2):158-164. [Link] [DOI:10.1115/1.3264764]
Nasehi M, Kamali MT, Nasehi S. Analysis of stress in casings covered with cement in oil and gas wells using the finite element method. 3rd National Congress of Petroleum Engineering; 2011 Oct 18; Institute of Petroleum Engineering, Tehran, Iran. [Persian] [Link]
Rahman M, Nourizadegan H. Designing the tubes in the oil well and its connections. 1st Edition. Tehran: Idehnegar; 2014. [Persian] [Link]
Rahman SS, Chilingarian GV. Casing design-theory and practice. Amsterdam: Elsevier; 1995. [Link]
Clinedinst WO. A rational expression for the critical collapsing pressure of pipe under external pressure. In: American Petroleum Institute. Drilling and production practice. New York: American Petroleum Institute; 1939. [Link]
Holmquist JL, Nadai A. A theoretical approach to the problem of collapse of deep well casing. In: American Petroleum Institute. Drilling and production practice. New York: American Petroleum Institute; 1939. [Link]