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深井复杂地层井筒套管强度可靠性评价由于深井井身结构复杂,套管层次多,井下工况存在较多的不确定性,套管失效事故时有发生。
目前,套管强度可靠性分析主要建立在套管强度计算以及对于安全系数大小的评价方法基础上,现有的API/ISO或GB/SY标准设计的套管不能完全保证在服役过程中完整性,对于复杂载荷作用下套管-水泥环-地层岩石多层结构的相互作用机理、变形和应力分布规律,深井复杂地层套管柱载荷的分布规律还需更深入的研究。
因此,需要围绕井筒套管失效机制与外载相互关系这一关键科学问题,将套管柱-水泥环-地层作为完整系统,研究建立地层信息不确定条件下井筒套管的失效准则和强度可靠性评价方法,对保证钻井作业和后续生产过程中井筒安全可靠性至关重要。
首先,论文通过建立均匀和非均匀载荷作用下套管-水泥环-地层井筒力学分析模型,给出了一种可考虑水泥环综合卸载作用和管内掏空等因素的套管外挤载荷计算模型。
分析结果表明,影响套管外挤载荷的主要因素为地应力和地层弹性模量,同时还包括为掏空系数、水泥环参数、地层泊松比和钻井液密度等。
该方法适合深井套管柱外挤载荷计算。
其次,考虑到深井复杂地层地质参数随机性对套管载荷的影响,提出了用概率分布或不确定度描述钻井地质特征参数和地层压力的不确定性方法。
通过对原始数据资料的处理和分析,建立了研究区域不同地层粘聚力、内摩擦角、单轴抗压和抗拉强度、弹性模量、泊松比等岩石力学参数的分布剖面,在此基础上给出了最大最小地应力、孔隙压力、破裂压力和坍塌压力的纵向和横向分布剖面。
通过四川新场区块现场资料,计算了地应力非均匀度情况,得到了该地区各个地层组的实际地应力大小及非均匀程度范围,新场地区套管外挤载荷非均匀度在1.14-1.26之间。
再次,研究了套管外载荷与套管性能参数的随机特征,给出了套管外挤载荷和内压载荷、套管外挤强度与内压强度相关的参数概率分布获取方法,建立了未磨损套管和内壁磨损套管抗外挤强度和抗内压强度的概率分布函数,可对不同条件下套管强度的随机分布特征进行分析。
综 述油井套管应力检测方法张永生,黄松岭,赵 伟(清华大学电机系电力系统国家重点实验室,北京 100084)摘 要:综述了几种通过检测套管的应力来评价套管的运行状况的方法。
分析了超声法、磁记忆法、巴克豪森效应法和磁声发射法的优缺点。
分析表明,磁记忆法技术比较成熟、操作简单、灵敏度高,最易于实际应用。
关键词:油井套管;应力检测;超声波检法;磁测法 中图分类号:TG115.28;TE973.6 文献标识码:A 文章编号:100026656(2008)0820517203Ant icipat ion of Stress Testing Methods of Oil C a sing PipesZHANG Yong2Sheng,HU ANG Song2L ing,ZHA O W ei(State K ey Lab of Powe r Systems,Depart me nt of Elect rical Enginee ring,Tsinghua Unive rsity,Beijing100084,China) Abstract:Some stress testing methods that may be used in oil ca sings wer e summa rized.The adva ntages anddisadvanta ges of ult rasonic,magnetic memor y,magneto2Bar khause n noi se(MBN)a nd ma gne tic acoustic emission (MA E)methods were a nalyzed.It is indicated that ma gne tic memory method is muc h ma ture,ea sy to opera te and it has high sensitivity,so it is the most utility one.Keyw or ds:Oil ca sing pipe;Stress testing;Ultr asonic testing;Ma gnetic mo nitoring method 近年来,我国油井套管损坏速度呈上升趋势。
高温高压管道疲劳损伤的预测与评估方法研究在能源领域，高温高压管道扮演着不可或缺的角色。
然而，由于长期运行以及高温高压环境的影响，管道疲劳损伤成为一个不可忽视的问题。
疲劳损伤是指管道在交替加载或循环应力作用下逐渐积累的微裂纹和断裂现象。
由于管道在高温高压环境下运行，疲劳损伤会导致严重的安全隐患和经济损失。
因此，对于疲劳损伤的预测和评估方法进行研究至关重要。
首先，我们需要了解管道疲劳损伤的机理。
疲劳损伤主要是由于管道在高温高压环境中承受的循环应力引起的。
在长期运行中，管道受到了很多循环应力载荷，导致管道材料中的微裂纹逐渐扩展并最终引起断裂。
因此，我们需要了解管道的应力状况、材料性能以及环境因素对疲劳损伤的影响。
其次，预测疲劳损伤是研究的重点之一。
预测方法的目标是通过数学模型和数值计算来预测管道的疲劳寿命。
常用的预测方法包括线性累积机理方法、破裂力学方法和统计方法等。
线性累积机理方法基于弹性理论，根据应力集中系数、应力幅和寿命转换比等参数来预测管道的疲劳寿命。
破裂力学方法则考虑了裂纹的扩展行为，通过计算管道中裂纹的扩展速率来预测管道的寿命。
而统计方法则通过统计数据和概率分布函数来预测管道的疲劳寿命。
然而，仅仅预测疲劳损伤并不能全面评估管道的安全性。
因此，评估方法的研究同样重要。
评估方法的目标是通过检测和监测管道的状态来评估其安全性。
常用的评估方法包括无损检测方法、监测技术和疲劳损伤评估模型等。
无损检测方法主要利用声波、超声波、磁粉、涡流和红外等技术来检测管道中的裂纹和缺陷，以评估其安全性。
监测技术则通过实时监测管道的应力和位移等参数来评估管道的状态。
另外，疲劳损伤评估模型可以通过数据和模型的结合来评估管道的寿命和安全性。
为了确保管道的安全性和可靠性，在高温高压环境下，我们需要综合使用预测和评估方法。
预测方法可以帮助我们预测管道的疲劳寿命，以便在达到预计寿命之前采取维修和替换措施。
而评估方法则可以帮助我们实时监测管道的状态，及时采取措施预防疲劳损伤。
复杂载荷作用下套管强度计算的开题报告开题报告题目：复杂载荷作用下套管强度计算背景和意义：随着油气田开采深度的不断增加，高强度套管成为了油气井井下工具中不可或缺的一部分。
然而，在复杂油气田环境下，套管容易遭受各种外部负荷，如受压、受弯和受扭等，从而导致套管失效。
因此，研究如何在复杂载荷作用下计算套管的强度，对于确保油气井的安全产能具有重要意义。
研究内容：本研究致力于研究在复杂载荷作用下计算套管强度的方法，主要包括以下几个方面：1. 套管受弯强度计算方法：套管受沉积物重压和侧向力的作用，会使套管弯曲变形，因此需要研究套管的受弯强度计算方法，从而避免套管弯曲损坏。
2. 套管受压强度计算方法：套管受地层内外差压的作用，也容易造成套管变形和破裂，因此需要研究套管的受压强度计算方法，从而确保套管能够承受内外压力的作用。
3. 套管受扭强度计算方法：在井下操作中，为了获取更多的油气信息，需要进行钻井探测等操作，容易使套管扭曲变形，因此需要研究套管的受扭强度计算方法，从而避免套管变形而影响油气的产出。
4. 套管强度验证方法：研究套管强度计算方法后，需要进行套管强度的验证，以确保计算结果的准确性和可靠性。
研究方法：本研究将采用有限元分析法和实验验证法相结合的方法来研究套管的强度计算问题。
具体分为以下两个步骤：1. 有限元分析模拟：采用有限元分析软件建立套管受弯、受压和受扭的模型，进行计算分析，得出套管的强度，并与理论计算结果进行对比和验证。
2. 实验验证：选取套管在受压、受弯和受扭三种载荷情况下的物理试验，测量试验中套管的变形和破裂情况，进一步验证有限元分析计算结果的正确性。
预期结果：通过本研究的努力，预计能够得到以下结果：1. 研究出适用于复杂载荷下的套管强度计算方法，为油气井井下工具的生产和使用提供理论基础和实践指导。
2. 验证套管强度的数值计算方法的准确性和可靠性。
3. 推进套管强度的研究和应用，为确保油气井井下工具的安全运行提供技术支持。
深井测试管柱力学研究的开题报告一、研究背景和意义在深水油气钻探过程中, 深井测试过程是判定油气层是否含有可采储量的重要工作。
深井测试需要在高温高压的环境下进行，因此测试管柱的力学性能对于测试过程的顺利完成至关重要。
深井测试管柱不仅需要具有足够的承载能力，还需要具有优异的防护性能，以便在测试过程中有效地防止发生事故。
因此，对深井测试管柱力学性能进行研究，对于石油工程领域具有非常重大的意义。
二、研究内容本文旨在对深井测试管柱力学性能进行研究，具体研究内容如下：1. 研究深井测试管柱的受力状态，包括管柱在受力过程中所受的轴向载荷、横向载荷和弯曲载荷等。
2. 研究深井测试管柱的振动特性，包括测试管柱在油井钻井过程中会引发哪些振动以及引起振动的原因。
3. 研究深井测试管柱的磨损特性，包括测试管柱在油井钻井过程中会引发哪些磨损以及引起磨损的原因。
4. 研究深井测试管柱的疲劳特性，包括测试管柱在油井钻井过程中会引发哪些疲劳以及引起疲劳的原因。
5. 研究深井测试管柱的断裂特性，包括测试管柱在油井钻井过程中会引发哪些断裂以及引起断裂的原因。
三、研究方法1. 理论分析法：采用理论模型对深井测试管柱的受力状态、振动特性、磨损特性、疲劳特性和断裂特性进行分析。
2. 数值模拟法：采用有限元方法对深井测试管柱的受力状态、振动特性、磨损特性、疲劳特性和断裂特性进行数值模拟研究，通过数值模拟可以更真实地反映测试管柱的工作环境和受力情况。
3. 实验研究法：采用实验方法对深井测试管柱的受力状态、振动特性、磨损特性、疲劳特性和断裂特性进行实验研究，通过实验可以验证理论分析和数值模拟的可靠性，对深井测试管柱的实际工作情况具有更加直观的了解。
四、预期成果1. 通过理论分析、数值模拟和实验研究，建立深井测试管柱的力学特性模型，为深井测试管柱的设计提供参考。
2. 揭示深井测试管柱在高温高压环境下的受力状态、振动特性、磨损特性、疲劳特性和断裂特性，为测试过程的顺利进行提供支撑。
一种钻杆累积疲劳的预测方法
左卫东;樊建春;温东;张宝柱;姜明明
【期刊名称】《石油矿场机械》
【年(卷),期】2010(039)010
【摘要】钻杆在服役过程中承受着苛刻的工作环境和复杂的交变载荷,这些易导致钻杆的疲劳失效.在定向钻井中,累积疲劳是钻杆发生故障的常见形式.传统理论认为,钻杆疲劳破坏的主要原因是由于钻杆在弯曲井眼中旋转时发生周期性交变弯曲应力所致.在前人研究的基础上,分析了钻杆在交变弯曲应力和拉应力共同作用下的交变应力状态,并基于损伤容限设计的假设,结合Paris疲劳裂纹扩展模型和Miner累积损伤理论,提出了一种基于疲劳裂纹扩展的钻杆累积疲劳程度预测方法,并给出了算例,指出该预测方法在钻杆管理方面的作用.
【总页数】5页(P33-37)
【作者】左卫东;樊建春;温东;张宝柱;姜明明
【作者单位】中国石油大学,北京,102249;中国石油大学,北京,102249;中国石油大学,北京,102249;中国石油大学,北京,102249;中国石油大学,北京,102249
【正文语种】中文
【中图分类】TE921.202
【相关文献】
1.一种基于累积损伤理论和裂纹尖端弹塑性应力场的裂纹扩展预测方法 [J], 钱怡;崔维成
2.基于损伤累积理论的多轴疲劳寿命预测方法 [J], 张莉;唐立强;付德龙
3.一种压力容器常用钢疲劳及疲劳蠕变寿命预测方法 [J], 艾志斌;范志超;陈学东;陈凌;蒋家羚
4.增加钻杆疲劳寿命的钻杆接头新设计 [J], 王祝胜;邬亦炯
5.复合材料层合板疲劳逐渐累积损伤寿命预测方法 [J], 徐颖;温卫东;崔海涛
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