[发明专利]套管强度核验方法和装置

权利要求书

1.一种套管强度核验方法，其特征在于，包括：

对组合管层上各受力点进行均匀应力场下的受力分析，得到各受力点的均匀径向应力和均匀切向应力，其中所述组合管层包括按照预设排列顺序排列的至少一个套管、与所述套管个数相同的水泥环和地层，所述预设排列顺序为所述套管和所述水泥环交替排列，所述套管排列在最内层，所述地层排列在最外层；

对所述组合管层上各受力点进行偏差应力场下的受力分析，得到各受力点的非均匀径向应力、非均匀切向应力和剪应力；

根据各受力点的均匀径向应力、均匀切向应力、非均匀径向应力、非均匀切向应力和剪应力，获取所述组合套层中各受力点的应力矩阵；

对所述组合套层中套管上各受力点的应力矩阵进行特征值求解，得到多组特征值，每组特征值中包括所述套管的三个主应力；

根据多组所述特征值，获取所述套管的最大等效应力；

根据所述套管的最大等效应力和所述套管的屈服强度，确定所述套管是否发生屈服。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述套管的最大等效应力和所述套管的屈服强度，确定所述套管是否发生屈服，包括：

当所述套管的最大等效应力小于所述套管的屈服强度，则确定所述套管没有发生屈服；

当所述套管的最大等效应力等于或大于所述套管的屈服强度，则确定所述套管发生屈服。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述组合管层上各受力点进行均匀应力场下的受力分析，包括：

根据第一径向位移表达式、均匀径向应力表达式、均匀切向应力表达式和第一连续条件，获取所述组合管层中相邻接触层之间内接触力和外接触力的关系表达式，其中所述第一连续条件为任一受力点在第一接触层的外表面上的径向位移和在与所述第一接触层相邻的第二接触层的内表面上的径向位移相等，所述第一接触层为所述组合套管层中任一接触层；

根据所述组合套管层的内表面上承受的内接触力和所述组合套管的外表面上承受的外接触力，对所述组合管层中相邻接触层之间内接触力和外接触力的关系表达式进行求解，得到所述组合管层中相邻接触层之间内接触力和外接触力；

根据所述组合管层中相邻接触层之间内接触力和外接触力、所述均匀径向应力表达式和所述均匀切向应力表达式，获取各受力点的均匀径向应力和均匀切向应力。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

通过如下公式(1)和公式(2)得到所述第一径向位移表达式：

u_ri＝Dε_θi/2； 公式(1)；

其中，i＝1,2,...,n-1，n为所述组合套层中接触层的层数，D为所述组合管层上任一受力点到所述受力点所在平面的圆心的距离的二倍，且D_i-1≤D≤D_i，D_i为所述组合管层中第i层接触层上受力点到所述受力点所在平面的圆心的距离的二倍，D_i-1为所述组合管层中第i-1层接触层上受力点到所述受力点所在平面的圆心的距离的二倍，u_ri为第i层接触层的外表面上受力点的第一径向位移，ε_θi为第i层接触层上受力点的切向应变，E_i为第i层接触层上受力点的弹性模量，μ_i为第i层接触层上受力点的泊松比，σ_θi为第i层接触层上受力点的均匀切向应力，σ_ri为第i层接触层上受力点的均匀径向应力。