SY∕T 7633-2021 储气库井套管柱安全评价方法(石油天然气).pdf

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1、ICS 75 180 10 CCS E 92 s 中华人民共和国石油天然气行业标准SY厅7633-2021储气库井套管柱安全评价方法Safety assessment of casing strng in nndelglound gas stOlage well 2021-11-16发布2022-02-16实施国家能源局发布SYff 7633-一-2021目次前言E 1 范围1 z规范性引用文件1 3 术语、定义和符号1 3.1 术语和定义1 3.2怦号1 4安全评价要求 3 5 在役套管往数据.百3 5.1 井投计与建设期资料dJJ 3 口运行与维护期资料.-_._._.4 5.3 其他资料

2、4 6 套管往检测 4 6.1 通用要求liflhi 4 6.2 性能检测与获取._.4 6.3 密封检测._.4 6.4套管几何尺寸检测与应用._.5 7剩余强度计算与校核.u.田恤5 7.1 通用要求.4FE.4,5 7.2 几何尺寸5 7.3 强度计算6 7.4 载荷计算7 7.5 强度校核8 8螺纹连接密封住分析8 8.1 通周要求8 8.2 注来井9 8.3 原有老井9 9剩余寿命预测9 9.1 通用要求9 9.2 套管腐蚀速率9 9.3 套管临界壁厚9 9.4 寿命计算9 SY，厅7633-202110安全检测周期确定10.1 通周要求10.2 周期界定11 评价报告000012

3、111111 附录A(资料性)套管椭圆变化下套管扰彷强度讨算参考文献n SYff 7633-一-2021前言兰同本文件按照GBIf1.1-2020 I具有注气和采气功能的井.3.1.3 去全检测周期saCety insp町tiou巧de经本次安全评价后套管住校技术要求服役至下一次检测评价之间的时间.3.1.4 储气库并uudelgrouud gas storage weU 在储气库中进行生产作业的井，包括注来井(3.1.2)监测芬和采气并等.3.2符号下列符号适用于本文件.A.一一切毁公式中的经验系敛，Sy，厅7633-20212 a 挤毁公式中的经验系数，一一相毁公式中的经验系敛，D一一套管

4、公称外毡，单位为毫米(nllll),D.-一一套管实测平均外在单位为毫米(皿n),u-一一套管实测最大外径，单位为毫米(nU11),D.-一一套管实测缎小外毡，单位为毫米(皿rl),5一一套管弹性模量，单位为兆帕(MPa),衍一一套管管体壁厚不均度，用百分敛袭丁F，-!开毁公式中的经验系敛，午有输向应力时套管材料等效屈服强度，单位为兆帕(MPa),套管材料缎小屈服强度单位为兆帕(阳时，G一一天然气相对密度，G.-!开毁公式中的经验系敛，G 上覆岩旦压力佛置，单位为施自每米(llPalm),F一套管下入垂深，单位为米(.).且也一-j怪损因子a岛一一套管外水泥返高深度(垂深)，单一一汹管往封隔器

5、坐封垂深单电h.应力应变幽线形状因子，h.-窑管计算点垂深，单位为米一一套管试压时的过压系数，二一世计弹性跻毁压力校正因k一一套管壁厚偏差系数，般取鸟也一一寸统计屈服挤毁压力校正因.，左右实际统内压安全系数a 实际杭挤安全系数a。一套管管体不倒庄周百分数 套管杭内E强度单位为兆P，.一一套管扰跻强度，单位为兆帕(MPa),A一一套管弹性跻毁强度，单位为兆帕(MP时，儿也设计弹性跻毁压力，单位为兆自(MP时，只一一王军管内压力，单位为兆帕(岛。叫，凡有效内E力，单位为兆帕(MPa),P.一一窑管外压力单位为兆帕(民?叫eP.有效外压力，单位为兆帕(MPa),P.毗油套环空压力(A环空压力)，单位

6、为兆帕仙。刻，p碰面一一生产套管外环空压力(8环空压力)，单位为兆帕(MPa),A一一窑管塑性跻毁强度单位为兆帕(MPa),P-一一骨气库最大运行压力，单位制蛐(陋的eP-一一骨气库缎小运行压力单位为兆帕(勘lPa),一一套管过渡跻毁强度，单位为兆自(MP时，P由一一寸设计屈服挤毁压力，单位为兆帕(MPa),SYff 7633-一-2021p一一套管屈服挤毁强度单位为兆帕(MPa),m一一残余应力(内表面压缩为负值内表面往仰为正值)单位为兆帕(MPa),4一一锢定扰跻安全系数，S 额定执内压安全系数，z一一套管剩余寿命，单位为年(a),A1二一两次井下套管检测的时间跨度，单位为年(a),卜一套

7、管公称堕厚.单位为毫米(nun),上次套管检测壁厚，单位为毫米(null),-套管实测平均壁厚，单位为毫米(mm),6.4.3膏尺寸误差当井下套管检测仪稽误差超过。黄r.时，宜考虑测量误差的影响并优先考虑壁厚误差，应用实测套管几何尺寸减去误差上限值剧锺画矗lr量F罩事曹E幢的相关汁算.7 剩余强度计算与校核7.1 迪周要求井下套管强度计算，应结合套管管剩余强度计算，应主要进行抗内!fll!17.2 几伺尺寸管几何尺寸测量数据进行全并段套抬出相应的安全系数.依据6.4套管几何尺寸检测结果可以获得任一井深处套管壁厚(最小壁厚墨、最大壁厚-)和外在(最小外在D.、最大外径且-)，并按阳公式。公式归)

8、计才算相应的壁厚不均lltoc和不圆度。几ec=1 00(Cc.皿)It.z.(1)OF!OO(乌.-D.-)ID,.(2)fa.=(Cc.+r.-)fl(3)Duoo=(.+D.-)fl(4)5 Sy，厅7633-2021u 强度计，事7.3.1抗肉E强度按公式(5)进行在役套管扰内压强度计算=2k，4-,1(lJ,.j tc-)(5)7.3.2 炕挤强度在役套管剩余杭彷强度才算当且.!t-.(也，.It.-.)为屈服挤毁品，=24-.D.Jt.-.-1 1 (0.甲1，-)(6)当(D./t.-.)(D./，-)饵，为弹几斗6.95x 1例1(h.校公式(22)计算。0)计算井液苛刻工况考

9、虑.P.=p_+O侃981p，n.+O.O田81p.Chy-h,)对蠕变地层，管外压力应校公式(23)计算7.4.1.3 育教内压力有效内E力按公式(24)计算7.4.2蛮管柱外压力计算7.4.2.1.内压力Po=hyG.P.=p;-P.全井按储气库缎小运行压力按公式(25)计算(19)(20)(21)(22)(23)(24)7 Sy，厅7633-2021J _LlO.一H屿队=p，理.I C(25)7.4.2.2.外压力管外压力计算同7.4.1.2.7.4.1.3 高效外压力有效外压力按公式(26)计算z7.5 强度枝核7.5.1 在役套管额去全系被套管往最小安全系数取值为7.5.1杭肉E安

10、全系鼓在役套管杭内压安全系数按公式7.5.3 抗挤去全系轰金在役套管忧伤安全系数按公式(28其中p.为依据也.Itc-，锻照强度值.7.5.4去全敏被P.=P.-P,(26)=I.05 杭挤安全系数=l.(27)(28)获得的阳P，./h、h中的个统统在役套管强度应符合公式。9)和公式(30)!要求8银纹连接密封性分析8.1 迪周要求写辛勤.(29)._5(30)8.1.1 套管往螺纹应接密封性分析应以6.3检测结果为主，若检测结果出现柑漏理象，应采取相应措施进行处理不再进行密封性分析.8.1.2 若检测结果证实管往密封完好则应区分注采井和原有老井按8.2和8.3分析在役套管往密封性.8 SY

11、ff 7633-一-20218.2 注采并8.2.1 注来井套管往使用气密封螺明接头，应结合6.3.2多周次循环试验检测结果评价套管柱密封位-8.2.2在无试验检测敛据时，宜依据注采周选择材料强度折藏的方法评估套管柱密封住，服役10.的套管位密封能力按标准扰内压强度的95%评价，服役30，的套管往密封能力按标准杭内压强度的货用评价-8.3原有老井8.3.1 原有老井套管柱的液体密封能力(扰内E强度)应按6.3.1渭水介质试压结果评价但气窗封能力宜依据6.3.2室内气密封试验检测结果评价.8.3.2在无检测数据时，原有老井套管柱的气密封能力宜按以下评价2长圆螺纹接头套管的气密封能力应取6.3.1

12、pj背水试压值的剧也，援大不宜超过GB/2时规定机内E强度曲的60%,剩余寿命预测9.1 通周要求套管几何尺寸和套管往剩余寿命.9.2 蛮管底蚀速率在役套管腐蚀且率，应通过上计算获得其中，对其气密封能力不进行评价.，或井下服役工血宜生改变时均应计算回事j!(井下套管检测数据对比由公式(31)(31)M-(32)若无井下检测数据时应通过室内候拟试检或:井口径片试检获取套管腐蚀速率.若仅有本次井下套管检测敛拯且无腐蚀试验敛t昏时，可把&取套管公称壁厚，作为分析参考.9.3蛮管临界肇厚现役王血条件下，套管强度安全胆役的临界壁厚按公式(33)计算z9.4 寿命计算S;Kop.D -2k，/，卢F在役套

13、管剩余寿命按公式(34)计算.,.,可凡(33)(34)9 Sy，厅7633-202110 安全检测周期确定10.1 通周要求1队1.1对未指定安全检测周朔的储气库井应根据本文件及其相关分析结果，确定其安全检测周期-1队1.2套管位未经安全评价，不应改变储气库并套管柱的安全检测周朔和生产运杆条件、制度等.10.2 周期界走1队2.1新技产注来并套管柱的首次安全检测周期应为知.1队2.2注采井后续安全检测周期不应超过两次评价结果年限且不宜超过10.10.2.3监测井后续安全检测周期不应超过前iX评创结果年限且不宜超过1.10.2.4 作为采气井使用的原有老并后续安全检测周期不应超过前次评价结果年

14、限且不宜超过.11 评价很告 套管柱安全评价报告，一一套管往安全评价的依据自评价井的基本情圆白一一套管往剩余强度讨明与分析a一一套管往密封性分析e一一套管往剩余寿命分析e一一套管往安全检测周期确定e附录A资料性SYff 7633-一-2021司曾曾椭圆变化下藩抗挤强度计算因井下仪器测量误差彭响当按7.2计算得到l套管不圆庄大于5%，考虑套管不倒度对套管统统强度的影响此时在役套管剩余抗跻强度宜采用公式(A.I)计算.=(p-+p.由)-(P，血P自l+4p，由P由H.lll12(1-H，也)(A.I)其中P血=K_ x 2EI(I-y XD.1 f.-.XD.-1 t.-.-lil(A.2)p,

15、.=k.,.x H_=0.127ov+0 对于GIVf19830规定的田0-Q1:压力校正因子雹=0.825，而设计屈服损因子也的取值可按照表A.l规定火和回火产品应力应变曲线钢级(A.3)(马.;.0)(A的矫直还是热旋矫直其设计弹性跻毁正因子鸟也的取值按照表A.l规定进行选锋，对于耗在择.参量A是由彷毁试验蚊据得到的经验系敛.大部分浮(也=0).然而，跻毁试验敛降低了挤毁压力这时也，=0.017.H.和外缸是无量纲费.适用于任何单位系镜E熟在娇直一恨不适用于这个钢级.GR厅19830H SY，厅7633-2021 参考文献1 OB/228.1金属材料拉伸试验第1部分z室温试检方法2 GBff 3075金属材料疲劳试验输向力控制方法3 GB!r 21267石油天然气工业套管且油管鲸纹连接试验程序-NeNBF牛肉问也卜阳气、，由中华人民共和国石油天然气行业标准储气库芥藩校去全评价方法SY!r 7 6 33-2021 石油工业出版挂出版(北京安定门外安华里二区一号愤北京 中石油曾色印刷有限责任公司静顺即酬a而华书店北京发行所发行880 1230毫米开本L2l邸，张千字叨，幅2022年1月北京第1版2022年1月北京第1ll;:1ll1j书号I1l,;()21 匠足价，元自医钗专离不得翻印