ICS75.020 SY CCSE13 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T5731—2025 代替SY/T5731—2012 套管柱井口悬挂载荷计算及装定方法 Casing string wellhead setting suspension load calculation method 2025 —09-28 发布 2026—03-28 实施 国家能源局 发布 SY/T5731—2025 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 术语和定义 符号及代号 5 套管柱井口装定悬挂载荷计算的基本原则 3 6 套管柱井口装定悬挂载荷计算方法 附录A (资料性) 套管柱井口装定悬挂载荷计算实例 SY/T5731—2025 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规 定起草。 本文件代替SY/T5731—2012《套管柱井口悬挂载荷计算方法》，与SY/T5731—2012相比，除结 构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下： a）将标准名称更改为《套管柱并口悬挂载荷计算及装定方法》； b）删除了“温度增量梯度”的术语和定义（见2012年版的3.3）； C）增加了水泥垂直返深、套管下入垂深的符号及代号（见第4章）： d）更改了套管柱井口装定悬挂载荷计算的基本原则（见第5章，2012年版的第5章）； e）更改了并口套管横截面的有效轴向力计算方法（见6.2.4，2012年版的7.1.3）； f）增加了并口压力变化引起的附加轴向力的简化算法（见6.3.2）； g）更改了温度变化引起的附加轴向力的计算（见6.3.3，2012年版的7.2.3）； h）增加了全井段封固井井口悬挂载荷计算方法（见6.5） i）删除了特殊工艺井计算方法（见2012年版的7.7.6）； j）删除了分级注水泥器固井的计算实例（见2012 年版的7.8和附录B)。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由石油工业标准化技术委员会石油钻井工程专业标准化委员会提出并归口。 本文件起草单位：中国石油集团渤海钻探工程有限公司工程技术研究院、中国石油集团工程技术 研究院有限公司、中国石油集团测井有限公司测井技术研究院、 中海油能源发展股份有限公司工程技 术分公司、德州大陆架石油工程技术有限公司、中石化石油工程技术研究院有限公司。 本文件主要起草人：王佳佳、于志强、李萍、徐明磊、柳鹤、杨恺、杨万有、刘志龙、姚辉前、 陶谦、付潇、何悦峰、王金帅、吴永超、贾培娟、于琛、范永涛、王建龙、雷中清、张连水、韩自 立、王学正、罗洁、刘轩、郑锋。 本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为： -1995年首次发布为SY/T 5731一1995，2012年第一次修订； 本次为第二次修订。 II SY/T5731—2025 套管柱井口悬挂载荷计算及装定方法 1范围 本文件规定了套管柱井口装定基本原则、悬挂载荷计算及装定方法。 本文件适用于油气井（包括直井、定向井、水平井等）技术套管和生产套管井口悬挂载荷和提拉 长度的计算。 2 规范性引用文件 下列文件的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适 用于本文件。 GB/T 28911 1石油天然气钻井工程术语 SY/T 5729 9稠油热采井固井作业规程 3 术语和定义 GB/T 28911 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 有效轴向力 effective axial force 套管横截面上所受的真实轴向力与稳定力的合成轴向力。 3.2 附加轴向力 additional axial force 附加在套管横截面上的轴向力增量。 3.3 套管长度增量casing length increment 套管装定时需要上提或下放的长度。 4符号及代号 符号及代号见表1，表1中符号及代号适用于本文件。 表1套管柱井口装定悬挂载荷计算用符号及代号 序号 符号及代号 名称 单位 1 Ay 第j段套管的内圆截面积 mm? 2 Aj 第j段套管截面积 mm? 1 SY/T5731—2025 表1 (续) 序号 符号及代号 名称 单位 3 套管柱的外圆截面积 mm? 4 Aip 自由段套管柱等效内圆截面积 mm? 5 4p 自由段套管柱等效截面积 mm? 6 Af 套管柱等效截面积 mm? 7 Ar 浮箍截面积 mm? 8 E 套管钢材弹性模量 kPa 9 F. 并口横截面有效轴向力 kN 10 F. 水泥面处套管横截面有效轴向力 kN 11 F° 第二级固井时井口横截面有效轴向力 kN 12 Fs 第二级固井时水泥面处套管横截面有效轴向力 kN 13 Fxa 非全封固井套管柱井口悬挂载荷 kN 14 Fye 全封固井套管柱井口悬挂载荷 kN 15 F. 井口横截面总附加轴向力 kN 16 △F, 水泥面处套管横截面总附加轴向力 kN 17 AFst 井口装定时套管柱 主拉力增量 kN 18 AF, 套管内外压力变化引起的附加轴向力 kN 19 △F 温度变化引起的附加轴向力 kN 20 AFf 浮箍所受浮力引起的附加轴向力 kN 21 H 套管鞋垂深 m 22 H 第j段套管下入垂直深度 m 23 H, 水泥垂直返深 m 24 ^H 第j段套管垂直长度 m 25 H; 分级注水泥器以上第j段套管长度 (垂深) m 26 L 套管鞋斜深 m 27 Lij 第j段套管下人井深 m 28 △Li 第j段套管长度 m 29 Ls 井口装定时套管柱长度增量 m 30 Kg 第j段套管浮力系数 一 31 K 分级注水泥器以上第j段套管浮力系数 一 32 N 套管柱计算段数 2 SY/T5731—2025 表1 (续) 序号 符号及代号 名称 单位 33 N. 水泥面以上套管柱计算段数 34 N, 带分级注水泥器固井时最后一级水泥面以上套管计算段数 35 P 套管内井口压力 kPa 36 P. 套管外井口压力 kPa 37 AP 套管内井口压力增量 kPa 38 AP. 套管外井口压力增量 kPa 39 qi 第j段套管每米重量 kN/m 40 qi' 分级注水泥器以上第j段套管每米重量 kN/m 41 △T. 并口温度增量 ℃ 42 △T 并底温度增量 ℃ 43 第j段套管内流体密度 g/cms 44 Ygi 第j段套管外流体密度 g/cm3 45 1s 套管钢材密度 g/cm3 46 1 套管钢材的温度膨胀系数 ℃-1 47 μ 套管钢材泊松比 套管柱井口装定悬挂载荷计算的基本原则 套管柱井口装定悬挂载荷计算应遵循以下原则 a）应使用符合设计要求的套管头。 b）并口装定后，自由段套管在后续生产的过程中不应受压。 c）依据套管柱强度设计要求，应校核井口套管合理的抗拉安全系数：昆管回接、封隔器坐封等 需要下压密封的并，悬挂载荷应考虑工具的轴向允许下压最大载荷。 d）装定后井口形成的最大悬挂载荷，除保证管柱的抗拉安全系数，还应校核套管头卡瓦的临界 轴向载荷；还应考虑上层套管的承载能力。 e）根据计算结果指导现场的装定作业，井口装定悬挂载荷大于自由套管段重力，大于井口密封 所需要的最小悬挂载荷，小于井口安全允许的最大载荷，满足套管柱强度校核要求。 f）固井施工中如发生漏失，应根据现场施工情况，重新计算并调整井口悬挂载荷。 6套管柱井口装定悬挂载荷计算方法 6.1套管柱井口悬挂载荷计算主要参数 套管柱井口悬挂载荷计算主要参数包括： a）套管柱的结构与参数； 3