摘要：生产过程中, 高温高压井套管环空温度上升, 加热密闭环空液体, 导致套管外载增大,威胁套管的安全.鉴于此, 考虑多个套管环空压力体积耦合效应, 基于Lame 厚壁筒公式, 建立了内外压作用下套管径向位移方程, 分析了不同温差下套管径向热膨胀、套管径向压缩、环空流体热膨胀和环空流体压缩引起的环空体积变化量; 依据PVT 状态方程, 建立了多环空的压力体积耦合计算模型, 分析了典型高温高压井B、C 密闭环空的压力.计算结果表明, 随着温度的升高, B 环空受热膨胀, 引起C 环空体积减小、压力升高; 环空温度每升高10 ℃, B 环空的压力上升5. 3 MPa, C 环空的压力上升5. 7 MPa, 与试验测量数据4. 9 MPa 较接近; 随着温度升高, C 环空压力增幅明显大于B 环空.研究结果可以为套管环空压力管理提供依据, 确保生产过程中井筒完整性.

关键词：套管 环空压力 高温高压 耦合模型 压力预测 

单位：西安石油大学机械工程学院