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橡胶防震套对非均匀地应力下固井水泥环受力的影响分析
来源:www.jjqyxj.cn 发表时间:2021-09-15

  针对固井水泥环密封失效引起的环空气窜问题,提出了在套管外部安装一层橡胶防震套的方案,利用橡胶材料的超弹性能缓解水泥环的受力变形。建立了非均匀地应力和套管内压作用下的套管-橡胶防震套-水泥环-地层力学特性分析的有限元模型,研究了水泥环内壁的受力变形和等效塑性应变,分析了橡胶防震套材料属性对水泥环受力变形的影响。
  结果表明:当套管内压为90MPa时,无橡胶防震套条件下水泥环内壁的等效塑性应变为5.36×10~(-2),套管的更大Von-Mises应力为525.2MPa,有橡胶防震套时(橡胶防震套厚度为6mm)水泥环内壁的等效塑性应变为7.63×10~(-5),套管的更大Von-Mises应力为772.8MPa;橡胶防震套大幅缓解了水泥环的塑性变形,但对其受力状态不利;要使橡胶防震套对水泥环的等效塑性应变起到较好的改善作用,其厚度应大于3mm,硬度应大于85.研究结果对环空带压的预防和控制具有参考价值。

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