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龙图腾网获悉中国石油天然气股份有限公司申请的专利一种基于材料应变的油管柱设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116341153B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-28发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202111589889.8，技术领域涉及：G06F30/18；该发明授权一种基于材料应变的油管柱设计方法是由彭庚;郑有成;范宇;周朗;张华礼;李玉飞;唐庚;张林;罗伟;陆林峰;王汉;龚浩设计研发完成，并于2021-12-23向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于材料应变的油管柱设计方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于材料应变的油管柱设计方法，涉及采油采气技术领域，解决现有超深井油管柱设计难度大的技术问题，包括确定基本参数；确定油管柱的工况信息；计算油管柱内外壁的温度和压力分布情况；计算油管柱的应变分布；确定油管柱的应变安全系数阈值；对油管柱进行校核。本发明突破常规的管道设计准则的研究方向，对超深井的工况进行研究，并基于研究发现，本发明结合油管柱的温度分布以及压力分布，继而根据载荷计算应力，基于应力获得应变，然后根据应变与许用应变的比对，从而确定油管柱的钢级，这增大了超深油井的设计窗口，降低了设计难度，为超深井管柱材料的选择和管柱组合的优化提供了科学的理论支撑。

本发明授权一种基于材料应变的油管柱设计方法在权利要求书中公布了：1.一种基于材料应变的油管柱设计方法，其特征在于，包括如下内容： S1、确定基本参数：确定井身结构、油管柱钢级、储层及流体物性参数； S2、确定油管柱在初始阶段的工况信息，并进一步确定流体在进入油管柱时的温度和压力； S3、基于流体在进入油管柱时的温度和压力为边界条件，计算在对应工况下的油管柱内外壁的温度和压力分布情况； S4、基于S1～S3中的数据信息，计算在对应工况下油管柱所受载荷，并根据计算结果求取油管柱的应变分布； S5、基于油管柱的应变分布确定油管柱的应变安全系数阈值； S6、基于应变安全系数阈值对油管柱进行校核； 所述S3中油管柱内外壁的温度和压力分布情况由以下公式计算： 1 2 将公式1和公式2耦合求解得到管柱内的温度和压力分布； 其中，Tf-流体温度，℃； Tei-地层温度，℃； rto-油管柱外径，m； Umul-环空传热系数，Js·m2·℃； ke-地层导热系数； w-单位时间流体质量变化量，kgs； m-单位长度流体质量，kgm； cp-流体比热容，Jkg·℃； CJ-油管柱内天然气焦耳汤姆逊系数，m·℃·s2； TD-无因次时间； z-井深，m gG-地温梯度，℃m； v-流体流速，ms； CT-储热系数，小数； θ-井斜角，度； g-重力加速度，9.80ms2； 所述S4中，油管柱所受载荷由以下方法计算： 3 4 5 其中，σ1-油管柱轴向应力，MPa； σ2-油管柱周向应力，MPa； σ3-油管柱径向应力，MPa； Pin-油管柱管壁内部压力，MPa； Pou-油管柱管壁外部压力，MPa； rto-油管柱外径，m； rti-油管柱内径，m； PA-油管柱与套管环空压力； r-求解点到管柱中心轴线距离； rc-形变后油管柱内径，m； Fc-油管柱的轴向力。

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