膨胀管技术与应用培训讲义PPT图文并茂
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一、膨胀管关键技术
1)管材难题(化学成分、性能、热处理状态和尺寸公差)
膨胀前:
要求材料延伸率高,易于膨胀变形(软)
膨胀后:
机械性能达到或接近API
套管水平(硬)管材胀后非对称受压⏹膨胀前后力学性能⏹材料成分分析⏹膨胀压力≤35MPa ⏹胀后机械性能超过J55钢级
薄壁管材塑性形变
2)高性能膨胀锥
◆膨胀锥结构,外形的数值模拟优化
◆激光熔覆金属陶瓷处理,增强抗疲劳性能
◆表面硬度高,本体柔韧性强,抗挤压、耐高温
◆强度及耐磨性,长距离、间断可重复膨胀安全可靠
膨胀螺纹的有限元分析
厚壁膨胀螺纹薄壁膨胀螺纹
3)膨胀螺纹
膨胀螺纹是膨胀管的核心技术之一,是实现长段套损井修复的关键技术。
技术创新:
◆采用特殊连接螺纹,解决了抗拉强度问题。
◆设计了新型螺纹结构,解决了螺纹塑性变形后的密封问题。
◆研制了全新的密封组件,解决了膨胀过程中的耐高压问题。
◆采用特殊的锁定机构,解决了公螺纹胀后回缩问题。
4)膨胀管关键技术—密封与悬挂
设计、试验与优选膨胀管密封与悬挂机构,满足不同井况膨胀管补贴要求。
5)减磨技术
有效减少摩擦,降低施工压力。
同时控制残余应力,防止回缩。
CAESAR IICAESAR II 膨胀节基础应用王大辉北京艾思弗计算机软件技术有限责任公司2010膨胀节基础应用z膨胀节基本介绍z内压推力(盲板力)z专用术语及相关公式z膨胀节的分类z自由式z拉杆式z铰式z万向式z模拟方法z详细建模z数据库调用z简单建模管道补偿设计源于材料的热膨胀以20#钢为例:100米长,100摄氏度下热胀量约为9090mm100米长,21摄氏度下,作为基准值100米长,-100摄氏度下,热胀量约为-75mm(冷缩)75波纹管的轴向变形膨胀节的弯曲变形波纹管的横向变形波纹管的横向变形波纹管的扭转变形扭转导致的平面外柱失稳扭转导致的平面内柱失稳z右图显示了平面内产生的柱失稳z这通常由过大内压引发,且变形通常伴随压力的释放而消失通常伴随压力的释放而消失。
z当载荷作用超过安定性条件后,产生不可逆的局部屈服变形。
扭转导致的平面内柱失稳术语术语膨胀节的内压推力(盲板力)内压推力是个内压导致的轴向载荷其值等于z内压推力是一个由内压导致的轴向载荷,其值等于:Pt=P*Az其中,z Pt为内压推力z P为内压z A为有效计算内径z例如,48英寸,300Psi的管子产生的盲板力约为:z A48‘’X300Psi=691,200lbs(313,500kg)膨胀节的内压推力(盲板力)膨胀节的内压推力(盲板力)膨胀节的内压推力(盲板力)膨胀节的内压推力(盲板力)膨胀节的内压推力(盲板力)F A B R I Cr e s t r a i n e d U B B E R膨胀节的分类z自由式z拉杆式z铰式z万向式z压力平衡式z自平衡式约束式膨胀节z为了限制盲板力产生的不良影响,通常有必要使用波纹管外部的机构来转移盲板力的作用点。
这样做的代价是,膨胀节将失去某些方向上的变形能力约束式膨胀节约束式膨胀节约束式膨胀节铰式膨胀节。