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套管自重伸长

固井

套管自重伸长计算用于估算套管在自身重力(考虑钻井液浮力)作用下产生的弹性伸长量,是固井下套管、核算管柱悬重与坐挂位置时的参考。工具采用简化公式,以钢材密度 7.854 g/cm³ 为基准,输入套管长度(m)与钻井液密度(g/cm³),即可算出套管在自重下的伸长量(m)。

下面给出计算式、各量的单位口径和适用范围,并附一个完整算例。固井施工时要按自己的数据出结果,用配套工具直接算。

🧮 打开配套在线计算

计算公式

ΔL = (7.854 - ρ) ÷ 4 × L² × 10⁻⁷

L 为套管长度 (m),ρ 为钻井液密度 (g/cm³),7.854 为钢材密度 (g/cm³),ΔL 为自重伸长量 (m)。

使用步骤

  1. 输入套管长度 L(m)
  2. 输入钻井液密度 ρ(g/cm³)
  3. 点「计算」,得到套管自重下的伸长量 ΔL(m)

计算示例

算例(套管自重弹性伸长):套管下入长度 L = 3000 m,井内钻井液密度 ρ = 1.20 g/cm³,钢材密度取 7.854 g/cm³。 ① ΔL = (7.854 − ρ) ÷ 4 × L² × 10⁻⁷ ② ΔL = (7.854 − 1.20) ÷ 4 × 3000² × 10⁻⁷ ③ ΔL = 6.654 ÷ 4 × 9,000,000 × 10⁻⁷ ④ ΔL = 1.6635 × 0.9 ⑤ ΔL ≈ 1.497 m 结论:该 3000 m 套管柱在钻井液中因自身重量约伸长 1.50 m,量方校深与坐挂位置计算时应予扣除/修正。

工程注意

• 该式只计套管在钻井液中考虑浮力后的自重弹性伸长,未含温度、内外压差、弯曲及卡瓦悬挂点集中应力;精确设计需另行叠加这些附加伸长。 • 7.854 为钢材密度(g/cm³),钻井液密度 ρ 越大浮力越大、伸长越小;ρ 必须小于 7.854,否则计算出的伸长为负、无意义。 • 伸长量与套管长度的平方成正比,深井长套管柱影响显著(本例 3000 m 达约 1.5 m),下套管丈量校深、坐挂高度计算时不可忽略。 • 结果对钻井液密度敏感,应取套管柱所在井段的实际泥浆密度;若掏空或空井作业浮力减小甚至消失,实际伸长会更大。

常见问题

套管自重伸长量怎么计算?
本工具按简化公式 ΔL=(7.854−ρ)÷4×L²×10⁻⁷,其中 L 为套管长度(m)、ρ 为钻井液密度(g/cm³)、7.854 为钢材密度(g/cm³),结果为自重伸长量(m)。
公式里的 7.854 代表什么?
7.854 是钢材密度(g/cm³)。公式用钢材密度减去钻井液密度体现浮力效应,钻井液密度越大浮力越大、自重伸长越小。

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