相對常規(guī)螺紋連接管而言,連續(xù)油管具備作業(yè)高效、靈活可靠等優(yōu)點,能夠解決常規(guī)作業(yè)技術難以應對的諸多難題,在工程應用中涉及鉆井、完井、油氣開發(fā)等多個作業(yè)領域。但在連續(xù)油管的服役過程中,管體受到外力載荷以及內壓的共同作用是導致其出現(xiàn)低周疲勞失效的主要原因。同時服役環(huán)境惡劣,使連續(xù)油管的表面形成體積型缺陷,加劇其過早的疲勞失效。本文采用理論和實驗相結合的方法對含表面缺陷連續(xù)油管的低周疲勞壽命預測展開系統(tǒng)和深入的研究。論文首先根據(jù)連續(xù)油管的實際工況,分析了連續(xù)油管在滾筒處的起出力學行為,通過計算不同松弛角度下連續(xù)油管的張緊力大小,得出滾筒處連續(xù)油管起出的最佳松弛角度;其次通過全尺寸連續(xù)油管疲勞實驗機得出QT800連續(xù)油管的疲勞壽命實驗數(shù)據(jù),在實驗結果的基礎上,分析了不同內壓及表面缺陷損傷對連續(xù)油管低周疲勞壽命的影響,并探究了連續(xù)油管表面的裂紋擴展機理,同時通過分析表面體積型缺陷參數(shù)的影響,提出了針對表面缺陷的簡易打磨修復方法;最后在無表面缺陷損傷連續(xù)油管疲勞壽命數(shù)據(jù)的基礎上,借助局部應變法,分別引入應力集中系數(shù)和應變集中系數(shù)來表征內壓以及表面缺陷對連續(xù)油管疲勞壽命的影響,并在平均彎曲應變幅是影響連續(xù)油管疲勞壽命的唯一影響因素的前提條件下,建立了含表面缺陷連續(xù)油管的低周疲勞壽命預測模型,再將理論預測值與實驗結果展開誤差分析,驗證了預測模型的可行性。論文在力學分析的基礎上,探究連續(xù)油管起出滾筒的最佳松弛角度,對工程應用中延長連續(xù)油管使用壽命具有一定的參考價值。通過理論分析與實驗研究相結合的方法,綜合多種影響連續(xù)油管低周疲勞壽命的因素,建立了含表面缺陷連續(xù)油管低周疲勞壽命預測模型,得出預測值與實驗值的誤差在工程允許范圍內,具備一定的預測精度。論文研究成果可對連續(xù)油管在實際工況中的使用壽命起到一定精度的預測效果,避免因連續(xù)油管過早疲勞失效造成的現(xiàn)場安全隱患,為現(xiàn)場施工提供理論支持。
【學位單位】：山東科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TE983
【部分圖文】：

圖卜１美國Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎ邋Ｐｉｐｅ公司實驗裝置逡逑Ｆｉｇ．１－１邋Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎ邋Ｐｉｐｅ邋ｔｅｓｔｉｎｇ邋ｄｅｖｉｃｅ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋Ｕｎｉｔｅｄ邋Ｓｔａｔｅｓ逡逑美國Ｔｕｌｓａ大學的臥式實驗裝置，如圖１－２。在液壓油缸２的帶動作用下，逡逑連續(xù)油管試件在直模板、曲模板之間做拉直和彎曲動作分別模擬實際工況中的拉逡逑直、彎曲行為。通過液壓油缸１、３對連續(xù)油管試件產(chǎn)生內壓與拉伸作用。通過逡逑油缸１、２、３單獨或組合使用，可以實現(xiàn)加載拉伸、彎曲與內壓３種作用力的單逡逑獨或組合作用。與美國ＳｏｕｔｈｗｅｓｔｅｍＰｉｐｅ公司的實驗裝置相比，該實驗裝置較為逡逑復雜，當液壓油缸２、３處在工作狀態(tài)下，對夾具及定位有著嚴格要求，液壓油逡逑缸的平穩(wěn)運行是該實驗裝置的實現(xiàn)的難點。逡逑３邐！逡逑；ｔＣＴ／逡逑邐７丨？邋？邐邐逡逑卜油}１邋２－a瞛嘲澹常野澹矗透祝插澹擔約叮透祝沖義賢跡保裁攔裕酰歟螅崠笱允絞笛樽爸緬義希疲椋紓澹保插澹齲錚潁椋錚睿簦幔戾澹簦澹螅翦澹澹瘢酰椋穡恚澹睿翦澹幔翦澹裕酰歟螅徨澹眨睿椋觶澹潁螅椋簦澹錚駑澹粒恚澹潁椋悖徨義廈攔櫻簦澹鰨幔潁翦澹﹀澹櫻簦澹觶澹睿螅錚罟鏡氖笛樽爸煤臀夜惺捅κ透止苡邢拊皰義希沖義

本文編號：2832060