针对高套管压力井出现的环空密封失效问题,设计一种能够减轻高套管交变内压力对水泥环的挤压破坏的套管,并将其命名为抗压及保护型套管(compression resistance&protection casing,CRP套管).建立井筒的多层厚壁圆筒模型,分析水泥环内壁的最大径向应力和位移;建立试验设备验证设计的工程可行性,并通过控制温压模拟实际井筒工况.计算结果表明:相较于常规套管,CRP套管水泥环内壁的最大径向应力和位移的降低幅度分别为20.75％～26.66％和33.3％～76.8％,理论上可以保护水泥环密封完整性;试验中CRP套管能够使水泥环多承受19.4 MPa的套管压力,证明了该套管良好的工程可行性.
钻井 井筒完整性 水泥环密封能力 平面应变