套管失效分析.doc

套管失效分析.doc套管的失效分析m
刘清友1
，陈浩1
（，四川南充637001）
摘要：通过收集石油套管现场失效数据资料，以套管失效为顶事件建立了石油套管的故障树，该故障树共考虑了
47
个不同的基本事件。通过对套置故障树的分析，得到了套管失效故障树的一阶最小割集27个，二阶最小割集29 个，
四阶最小割集1个，确立了套管的主要失效形式为潜在损坏、套管挤毁、套管断裂及严重腐蚀，并提出了提高套 管可
靠性的措施。
关键词：套管；可靠性；故障树；基本事件
中图分类号： 文献标识码:A
引言
近年来，套管的损坏在国内外油田呈上升趋势，主要表现为套管被挤毁、错断、断裂、严重变形 及严重腐蚀。这些失效严重妨碍了油田的正常生产，已成为目前国内外石油开采中的一个急需解 决的重要问题之一。
美国在1989年统计表明，过去十年中，每年美均超过220亿美元，而用于 套管的约35亿美元，占年平均开支的16 %左右，。由于油井和 地质条件的复杂性，加上目前套賣设计大都采用常规的设计方法，因而难以找到有效的预防套管 损坏的方法，往往是在褰管损坏后再进行研究，采取措施（修套管或打井代替），这样不仅需要巨 大的投资，而且效果也并不好。因此，开展套管的可靠性分析，找出其主要的失效形式、失效模 式，失效机理，进而在套管的设计、生产及使用中采取相应的措施以提高套竇的可靠性和使用寿 命已势在必行。
1 套管的失效分析
1 故障树分析特点
故障树分析（FTA）是从分析失效因果关系中的“顶部”开始直到“底部”事件。它是由果到因，自上 而下地进行分析。该方法具有简明、直观、易懂、灵活的特点，是工程系统可靠性与安全性分析 及评价常用的有效方法。一个故障树就是一个逻辑图，该逻辑图描绘了由于其它事件的发生而使 得某些事件一定按照次序发生。故障树只包括那些对顶事件有贡献的故障，而且这些故障并不是 全部所有的故障，它们只包括那些分析者认为最可能发生的故障。通过对故障树的分析可以找出 系统的薄弱环节，从而可采取相应措施加以改善，提高产品质量及整体工作性能。
2 故障树的建造
故障树的建造是FTA法的关键，因为故障树建造的完善程度将直接影响定性分析和定量计算 结果的准确性。建立故障树，首先要选定一个顶事件。根据顶事件确定原则，并通过对大量资料
的认真分析，选取“套管失效”作为顶事件。顶事件确定后，就要寻找引起顶事件发生的最直接的、 必要的、充分的原因。经仔细分析，引起顶事件发生的原因表现如下：套管的破裂、断裂、穿孔 和挤毁。这些情形只要其中之一出现，就会引起套管失效，所以应用故障树中逻辑门 符号的或门，即有：
引起顶事件发生的直接的、必要的、充分的原因分析完毕，以后就把引起顶事件发生的各原因分 别看作顶事件，采用类似的方法继续往下深入分析，直至分解到代表各种故障形式的基本事件为 止。图1是套管的故障树，该故障树共考虑了 47个不同的基本事件。
图中各符号所代表的事件如下：
E1—破裂
E3 —穿孔
E5—错断
E7—拉断
E9—套管强度不足
E11—存在缺陷
T—套管失效
E2 一断裂
E4—挤毁
E6 一氢脆
E8 —严重腐蚀
E10—螺纹质量差
E12—恶劣腐蚀