套管的残余应力对抗挤毁强度的影响

运用弹性力学理论,建立了石油套管的力学模型.通过理论和有限元计算,得到了残余应力与石油套管的抗挤毁强度间的关系.研究表明,残余应力在很大程度上影响着石油套管的抗挤毁强度.为提高石油套管的使用寿命,必须根据管体受力状态使残余应力最佳化,以提高套管的抗挤毁强度.     

石油套管的壁厚公差对承载能力的影响

石油套管的强度计算是按API标准进行的，它未能反映高强度套管和尺寸公差对抗压溃能力的影响。利用弹塑性力学理论建立理想的石油套管的抗压溃能力计算公式，并考虑套管的壁厚公差对计算公式进行修正。用该方法对受均匀载荷及非均匀载荷作用的套管进行分析，并同有限元计算结果相比，两者十分吻合，说明该方法的有效性。     

高抗挤石油套管CB-110TT的开发

套管抗挤强度的主要影响因素有平均壁厚、几何尺寸精度、屈服强度、残余应力等儿方面。提高管体几何尺寸精度尤其是壁厚不均度、以及采取合理热矫直工艺,可以使套管的抗挤强度超过API要求的70％以上。     

块石胶结充填体组成材料的力学特性

目前,国内外对于块石胶结充填体组成材料力学特性的研究较少,而材料的力学特性在一定程度上影响充填效果的好坏.基于目前的研究成果,借助室内单轴抗压、抗拉试验,得到块石胶结充填体各组成材料的应力-应变关系曲线、载荷-时间关系曲线.结果表明:3种组成材料强度差异性大;骨料试件的强度远远大于尾砂充填体试件与骨料-尾砂试件;骨料试件与骨料-尾砂试件峰后应力跌落较快,表现为脆性特征;尾砂充填体试件在到达峰值应力后下滑迟缓,说明其具有一定残余强度;尾砂充填体试件与骨料试件在单轴荷载的条件下具有初始压密、线弹性变形、塑性变形和失稳破坏4个阶段.     

逐层钻孔法测量P110级石油套管淬火残余应力分析

利用逐层钻孔法测试了直接淬火和水淬+空冷+水淬2种冷却工艺下的残余应力,分析了2种工艺下残余应力对裂纹产生和扩展的影响。结果表明:直接淬火工艺下,切向残余拉应力为229~281 MPa,轴向残余拉应力为191~237 MPa;水淬+空冷+水淬工艺下,切向残余应力为压应力,范围为-422~-185 MPa,轴向残余应力为拉应力,范围为90~190 MPa。与直接淬火工艺相比,优化冷却工艺使钢管切向应力变为压应力,轴向残余应力仍为拉应力但数值上减小,随孔深增加,轴向应力减小幅度趋于平缓,进而降低和缓解了钢管内微裂纹产生和扩展趋势。     

关于石油套管定径轧制过程中残余应力的分析

在石油套管制造过程中,热轧无缝钢管制造的最后生产环节是定径工艺.此环节决定了石油套管的尺寸和几何形状,消除了石油套管轧制和热处理后的尺寸及圆度等误差,同时也影响其机械性能.分析了在符合石油套管的尺寸和圆度要求下,定径压下量与残余应力之间的关系、石油套管定径轧制时的变形规律,以便减小定径工艺所产生的残余应力,获得最佳的定径效果,提高石油套管的机械性能.     

论压溃强度试验

根据平面曲粱受力分析,推导出压溃强度试验时圆环内外表面的正应力。内表面拉应力导致试样破坏,其过程与弯曲试验相似,σ₊/K值与圆环的几何尺寸R₂/R₁有关。当R₂/R₁≈0.87时,σ₊/K值为1.0,即测得的压溃值K等于弯曲强度σ_bb,还提出用圆环压溃法测定弯曲强度的修正公式。     

壁厚误差对石油套管强度影响的有限元分析

研究表明在石油套管的生产过程中产生的壁厚误差会在一定程度上影响套管的强度。然而，现在的石油套管强度计算是按美国石油协会的API BUL 5C3标准进行的，这一计算公式是以大量的实物实验数据为基础，用数学回归方法而导出，它并没能反映石油套管的壁厚误差对强度的影响。长期以来，这个问题也一直困扰着套管的使用者和生产者。为此，文章利用弹塑性力学理论建立了套管的力学模型，通过有限元分析得到了在壁厚误差存在条件下的石油套管强度。     

石油套管定径轧制残余应力的模拟分析

 在石油套管制造过程中，一般要采用定径工艺消除石油套管轧制和热处理后的尺寸及圆度等误差。这一热轧无缝钢管的最后生产环节决定了石油套管的尺寸和几何形状，同时也影响其力学性能。为此，研究了满足石油套管的尺寸和圆度要求下的定径压下量与残余应力之间的关系，进行了石油套管定径轧制时的变形规律分析，以便减小定径工艺所产生的残余应力，获得最佳的定径效果，提高石油套管的力学性能，为定径工艺的制定提供理论依据。     

Ni、P元素对于铁基粉末冶金材料力学性能的影响

采用粉末冶金方法制备铁基烧结材料,并测试材料的硬度和压溃强度,考察了Ni、P元素对于铁基粉末冶金材料密度和力学性能的影响.结果表明:Ni不仅可以提高铁基材料中珠光体的含量,还可以显著提高材料的硬度和压溃强度,当Ni含量为3％时效果最好;添加微量P元素可以明显提高含Ni铁基材料的硬度和压溃强度,但当P含量超过0.15％后,对材料硬度的提升作用减缓,而材料的压溃强度则大幅下降.     

离心铸造坯和锻坯生产L80-13Cr石油管的对比分析

针对石油管L80-13Cr因加工特殊扣的需要,要求尺寸精度高的情况,通过试验对采用离心坯和锻造坯挤压管的尺寸精度进行了对比分析,结果表明:采用离心浇注管坯挤压钢管,在尺寸精度的控制上要远优于锻坯的挤压钢管,尤其是在壁厚偏心问题上,采用离心浇注管坯作挤压钢管能够得到很好的解决。     

P110级石油套管淬火组织形态对残余应力的影响

以降低P110级石油套管淬火冷却过程中的热应力和组织应力为目的,提出了水淬+空冷和水淬+空冷+水淬两种冷却方式。利用逐层钻孔法测试了不同工艺下的残余应力,分析了淬火组织特征和残余应力对裂纹产生和扩展的影响。结果表明:直接淬火工艺的淬火组织为板条马氏体和孪晶马氏体共存,且孪晶马氏体的含量较多。水淬+空冷和水淬+空冷+水淬两种工艺的淬火组织为板条马氏体、下贝氏体和不同程度的残余奥氏体,水淬+空冷+水淬工艺中还有少量孪晶马氏体。水淬+空冷、水淬+空冷+水淬两种冷却方式和直接淬火工艺相比,钢管内的切向和轴向残余应力均减小,从而易减小钢管的变形,以及降低和缓解了钢管内微裂纹的产生和扩展趋势。     

Fatigue Strength Improvement of Welded Joint by Ultrasonic Peening in Ultra-Fine Grain Steel

Thefatiguestrengthisthemostimportantser vicepropertyofaweldedjoint .Duetotheexistenceoftensileresidualstressesand geometricaldisconti nuityacrosstheweld ,thefailurenormallyoccursattheweldedjoint .Hence ,itiscommonforimportantstructurestoapplyastressrelievingheattreatmentafterwelding .Thisis ,however ,prohibitedforweldedjointsinultra finegrainsteels .Thegrainre finementistheonlystrengtheningmethodthaten hancesbothstrengthandtoughness .IntheNationalKeyFundamentalResearchDevelopmentProject“th…     

Development of high-strength collapse-resistance casing series

Zhongyuan oilfields are mainly located in Dongpu depression,where the geological conditions were extremely complicated and the external stress is abnormally high,the pipe used may fail in the radial direction owing to well shrinkage caused by the creep of salt rock,leading catastrophic economic loss. Therefore this region has been wellkown as a touchstone for high collapse resistance casing since long before.In order to satisfy the requirement for high-collapse strength casing owing to the creep of salt bed stratum in Dongpu Depression region,BG140TT,BG150TT and BG160TT high-strength collapse resistance casing series were developed to better cope with the severe geological conditions.Among the casing series, a BG160TT non-API specification casing with collapse strength not less than 170 MPa were prepared.Up to present,all these high-strength collapse resistance casing have been successfully applied in the Dongpu Depression region.The research concept,mechanical properties,as well as application result were introduced in this paper.     

铝热-离心法制备不锈钢内衬复合钢管残余应力有限元分析

用有限元方法计算了铝热离心法制备不锈钢内衬复合钢管过程中的残余热应力分布。分析了钢管壁厚、复合钢管半径及冷却条件对残余热应力分布的影响。结果表明,缓慢冷却到室温后,不锈钢层中有很大的周向残余拉应力,已超过不锈钢的抗拉强度。钢管壁厚及复合钢管半径对残余周向热应力分布的影响不明显。复合钢管半径地径向残余热应力的影响较明显,复合钢管半径越大,径向残余压力越小。复合钢管制备时,在高温状态下直接在复合钢管外表面喷水能在不锈钢层表面造成压应力状态,有利于防止裂纹生成。     

P110套管冷矫残余应力模拟分析

残余应力是影响套管抗挤强度的主要因素之一，为了分析矫直对套管残余应力分布的影响，应用有限元分析软件Marc建立了P110套管冷矫模型，通过模拟计算，得到了套管截面环向残余应力分布状况，将模拟结果与实际测量结果进行了对比。模拟的结果表明经过冷矫的套管存在很大的残余应力。