ICS75.020 SY CCSE13 中华人民共和国石油天然气行业标准 SY/T5724—2025 代替SY/T5724—2008 套管柱结构与强度设计 Designforcasing string structure and strength 2025—09－28 发布 2026—03－28 实施 国家能源局 发布 SY/T5724—2025 目 次 前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 套管柱结构设计 4.1 设计原则 4.2 套管选择 4.3 连接扣型要求 4.4 套管柱附件 4.5 套管柱结构类型 4.6 安装要求 4.7 附件强度 4.8 套管下入要求 5 套管柱强度设计 5.1 套管强度计算 5.2 有效载荷计算 5.3 热采井 含HS、CO2井. ·13 5.5 套管柱强度设计方法 13 6套管扶正器安装位置计算方法 15 6.1 套管扶正器性能要求 6.2 套管扶正器安放间距确定原则 :15 6.3 套管柱最大偏心距计算公式 ·16 6.4 计算公式使用说明 .17 6.5 示例 :18 附录A (资料性) 腐蚀环境下套管材质选用流程 19 附录B (规范性) 符号及代号 .20 附录C (资料性) 磨损套管剩余壁厚计算 ....28 附录D (资料性) 套管设计实例 ...30 附录E (资料性) 套管扶正器安装间距计算与弹簧片型套管扶正器载荷挠度曲线示例 ....38 1 SY/T5724—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/T5724—2008《套管柱结构与强度设计》，与SY/T5724—2008相比，除结构调整 和编辑性改动外，主要技术变化如下： a）增加了套管附件的定义（见3.10）； b）套管柱结构设计中增加了腐蚀条件下套管材质选择原则与方法（见4.2），增加了连接扣型设 计要求（见4.3），增加了套管柱下入的要求（见4.8）； c）套管柱强度设计中增加了套管磨损深度及剩余强度计算方法（见5.1.6）；增加了固井、钻进、 测试、增产、生产期间设计载荷条件（见5.2）；删除了2008年版的附录A，将其内容移入套 管强度计算中（见5.1）； d）更改了套管柱强度设计公式（见5.1.1.2、5.1.1.5、5.1.4，2008年版的6.1.1.1、6.1.1.4、6.1.5）； e）增加了腐蚀环境下套管材质选用流程（见附录A）； f）将符号及代号说明移到附录B（见附录B，2008年版的第4章）； g）增加了磨损套管剩余壁厚计算方法（见附录C）； h）更改了套管设计实例（见附录D，2008年版的附录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：中石化石油工程技术研究院有限公司、中国石油天然气股份有限公司塔里木油 田分公司、中国石油集团工程技术研究院有限公司、中海油田服务有限公司。 本文件主要起草人：丁王东、秦星、 、杨红歧、周仕明、段永贤、于永金、陆沛青、肖伟、于明武。 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/T5724—1995； -2008年第一次修订时，并人了SY/T 5322—2000《套管柱强度设计方法》（SY/T 5322—2000 代替的文件及历次版本发布情况为：SY/T5322一1988《套管柱强度设计推荐方法》、SY/T 5334—1996《套管扶正器安装间距计算方法》（SY/T5334—1996代替的文件及历次版本发 布情况为：SY/T5334—1988《套管扶正器安装间距计算推荐方法》）的内容； 本次为第二次修订。 II SY/T5724—2025 套管柱结构与强度设计 1范围 本文件规定了石油、天然气勘探开发过程中套管柱结构设计、套管柱强度设计和套管扶正器安装 位置计算方法。 本文件适用于石油天然气井的各层套管柱及结构设计，其他流体矿产井套管设计可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件不可少的条款。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 19831.1 石油天然气工业 套管扶正器 第1部分：弓形弹簧套管扶正器 GB/T 19831.3 ：石油天然气工业 套管扶正器 第3部分：刚性和半刚性扶正器 GB/T 28911 石油天然气钻井工程术语 SY/T 5083 石油天然气钻采设备‧尾管悬挂器及尾管回接装置 SY/T 5088 钻井井身质量控制规范 SY/T 5106 石油天然气钻采设备 封隔器规范 SY/T 5150 分级注水泥器 SY/T 5374.1 固并作业规程 呈‧第1部分：常规固井 SY/T 5374.2 固并作业规程 呈第2部分：特殊固井 SY/T 5412 下套管作业规程 SY/T 5467 套管柱试压规范 SY/T 5618 套管用浮箍、浮鞋 SY/T 5731 套管柱井口悬挂载荷计算方法 SY/T 6952（所有部分）基于应变设计的热采井套管柱 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 屈服挤毁强度yield collapse strength 使套管内壁上产生最小屈服应力的外压力值。 3.2 塑性挤毁强度plastic collapse strength 套管在塑性挤毁范围内的最小挤毁压力值。 1 SY/T5724—2025 3.3 过渡挤毁强度transitioncollapsestrength 套管从塑性到弹性过渡区的最小挤毁压力值。 3.4 弹性挤毁强度elasticcollapsestrength 套管在弹性挤毁范围内的最小挤毁压力值。 3.5 螺纹连接强度jointstrengthofcasing 使套管接箍螺纹滑脱或断裂的最小轴向载荷。 3.6 二维井眼twodimensional wellbore 只有井斜角随井深变化而井斜方位角不变的井眼。 3.7 三维井眼 three dimensional well bore 并斜角和井斜方位角都随井深变化的井眼。 3.8 套管扶正器安装间距setting interval of casing centralizel 相邻两套管扶正器中点间的套管长度。 3.9 套管最大偏心距 maximum casing eccentric distance 相邻两扶正器之间套管中心轴线相对于井眼中心轴线最大的偏移距离。 3.10 套管附件casing accessories 安装在套管柱上的附件，包括浮鞋（引鞋)、浮箍、 套管碰压座、盲板、泥饼伞、趾端滑套、漂 浮接箍等。 4套管柱结构设计 4.1 设计原则 满足钻井作业、增产改造和油气层开采等后期作业的工艺要求，保证井的全生命周期内套管柱完 整性。 4.2套管选择 4.2.1套管材质宜选择高强度碳钢材质满足井下要求；套管接触腐蚀介质时，应采用具有防腐蚀的套 管材质。 4.2.2腐蚀介质为CO,的套管应根据CO2分压值、生产速度、并的寿命、失效损失程度等选择满足 抗全面腐蚀和局部腐蚀要求的套管材质。 a）CO2分压小于0.021MPa，宜采用碳钢或低碳合金钢； b）CO2分压不小于0.021MPa，宜采用铬钢或镍钼合金钢等耐蚀材质。 4.2.3腐蚀介质为H2S 的套管应根据H2S 分压值、并底温度等选择满足抗全面腐蚀和点蚀要求的套管 材质。 a）H,S 分压值小于0.34 kPa，可不考虑 H2S 腐蚀，但设计套管屈服极限宜不大于965.3MPa； 2 SY/T57242025 b）H2S分压不小于0.34kPa且小于0.01MPa时，宜选用高铬钢； c）H,S分压不小于0.01MPa，宜选用钛合金、镍钼合金钢等耐腐蚀材质； d）并下温度高于93℃的井并段，可不考HS对套管柱的腐蚀。 4.2.4腐蚀介质为CO2和H2S混合的套管选择：防CO2和H2S混合腐蚀的套管应选择耐蚀合金钢或 钛合金、镍基合金等耐腐蚀合金。 4.2.5不同腐蚀环境下常用套管材质选用流程见附录A。 4.2.6热采井、工作环境温度高于200℃的井，宜根据SY/T6952的要求选择套管材质。 4.2.73 环境温度低于-20℃，宜选择低温冲击韧性满足要求的套管材质。 4.2.8 需要保温隔热的套管，可设计为双层真空套管或具有隔热涂层的套管。 4.2.9 钻头尺寸与套管环空间隙小于19mm的井眼，宜选择直连型套管、无接箍套管或接箍壁厚小 于标准接箍的套管。 4.3连接扣型要求 4.3.1气井的生产套管和生产套管上一层技术套管，宜采用气密封螺纹套管。 4.3.2金属密封螺纹套管螺纹接头强度应满足最小安全系数要求。 4.3.35 特殊环境条件下选用的套管特殊螺纹接头，应依据实际工况明确抗粘扣、复合承载能力、密封 性能及耐蚀性的要求，包括但不限于如下情况 a）温度超过180℃的生产并所用的螺纹接头 b）H,S 分压不小于0.34 kPa 的并所用的螺纹接头; c）无接箍套管、直连式套管或接箍壁厚小于标准接箍的螺纹接头。 4.4套管柱附件 4.4.1主要套管柱附件性能应满足： a）分级注水泥器应符合SY/T5150的规定 b）尾管悬挂器应符合SY/T5083的规定 c）套管扶正器应符合 GB/T19831.1和 GB/T 19831.3的规定 d）浮箍、浮鞋应符合 SY/T 56