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关于不锈钢弯头的试验硏究

浏览: 发表时间:2021-06-01 09:26:35 来源:文章来自网络,如有侵权,请联系删除。


       不锈钢弯头还需大量实物挤毁数据验证,以便能更好地改进和完善该模型计算的精确度,为套管设计提供可靠的参考依据。目前,针对套管抗挤强度的硏究均是以套管呈原始状态且未发生任何变形为前提的。事实上,在套管下放后,未固井前,由于套管自由悬挂于钻井液中,会使得套管受到自身重力、浮力和内外压力的共同作用,从而导致套管抗挤强度较原始状态发生了改变。
       因此,2011年金春玉等人51基于对套管轴向拉伸和径向压缩变形的考虑,建立了考虑套管在自身重力、浮力等外载荷作用下变形的新抗挤强度计算公式,与不锈钢弯头计算公式相比,该新公式的计算结果与试验结果更为接近。王建军和闫相祯等人通过对Iso/TR104002007(E)标准计算套管抗挤强度的KT公式研究,发现so/TR10400公式未考虑套管内壁初始栯圆度及其跳跃性对套管抗挤强度的影响,并开展了具有不同不锈钢弯头壁厚不均度和内外椭圆度的高抗挤套管的室內试验硏究。试验结果分析了壁厚不均度和内、外椭圆度等参数对高钢级套管抗挤强度的影响,利用试验结果对KT公式进行了相应的修正和完善。试验数据与改进KT公式的计算结果对比表明:改进后的KT公式具有较高的计算精度,可以满足实际工程需要;套管内壁与外壁椭圆度具有耦合作用,且套管内壁椭圆度的存在将会増加其抗挤强度降低的速度孙永兴和易炳刚等人在硏究和评价Is.10400和API5C3抗挤模型的基础上,发现:Is抗挤模型并不适合所有壁厚段套管强度的计算,API5C3计算公式没有考虑套管制造缺陷对抗挤强度的影响,且存在不连续点,计算时需要査表然后选择合适的公式,比较繁琐,为此硏究人员提出了考虑制造缺陷(如不锈钢弯头、壁厚不均度、残佘应力等),适合于任何厚壁段套管强度计算的新模型。
       新模型计算值比ISO新抗挤模型计算值及API值更接近实物挤毁值,能体现套管生产制造的实际情况,比单一用API模型设计油、套管更合理,既能避免材料浪费又能保证管柱的安全可靠性。孙永兴和林元华等人通过分析API5℃3和Iso10400抗挤模型发现:API5C3屈服挤毁设计的基本原理是管内壁屈服失效,但实际上,内壁开始屈服时套管还有很大的抗挤余量而Iso全管壁屈服挤毁压力公式并非是全管壁屈服公式,并不适合所有壁厚段套管强度的计算。为此,研究人员基于弹塑性力学理论和 Mises强度准则推导岀了任意屈服半径处及全管壁屈服挤毁抗挤强度公式。通过计算对比可知:按Mises屈服准则计算的抗挤强度要比A門值高15145%;而全管壁屈服时的抗挤强度值要比API值高出32178%。以上硏究成果解决了IS.10400抗挤模型不适合所有壁厚段套管强度计算的问题,为套管抗挤漒度硏究的发展提供了理论基础。同时,也为髙抗挤套管、非API套管和特厚壁套管的抗挤强度设计提供了新思路。王军和田晓龙等人采用电测法对80~125钢级SEW高抗挤套管进行了挤毁测试研究,其研究结果表明:套管屈服强度对80~125钢级SEW高抗挤套管抗外挤性能起决定性作用;径壁比、椭圆度、壁厚不均度和残佘应力是影响80~125钢级SEw髙抗挤套管抗挤强度的主要因素;采用450°℃以上的热矫直温度,有利于降低残佘应力对套管抗外挤性能的影响。

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