石油套管残余应力对抗压溃强度影响的数值模拟

运用弹性力学理论,建立石油套管的力学模型,通过有限元计算,得到残余应力与石油套管抗压溃强度之间的关系。研究表明残余应力在很大程度上影响着石油套管的抗压溃强度,当切向残余应力存在时,拉应力明显有利于提高石油套管的抗压溃强度,而压应力的存在会显著降低石油套管的抗压溃强度;而当在石油套管上存在轴向残余应力时,拉应力使石油套管的抗压溃强度降低,而压应力使石油套管的抗压溃强度有所提高;非均匀分布挤压载荷对石油套管抗压溃强度的影响同均匀分布载荷相似。因此,为了提高石油套管的抗压溃强度,应根据管体的受力状态,使石油套管的管体上产牛最件的残余应力值,提高石油套管的抗压渍强度,延长使用寿命。     

计算石油套管特殊螺纹接头e_m值的一种新方法

介绍了API标准中关于石油套管螺纹接头em的计算公式。基于此理念,引导出计算石油套管特殊螺纹接头em值的计算公式,并给予解析说明。应用计算机机械制图法,详细给出了计算em的简单、便捷的一种新方法。该特殊螺纹接头值em的计算求法适用于石油套管行业特殊螺纹接头的生产应用,可供参考使用。     

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。     

石油套管断裂韧性的分析

对Ｊ积分用于套管的断裂韧性测试进行了研究，计算在载荷达到最大值时套管材料的Ｊ积分值，并与冲击韧性Ａｋ进行比较，讨论了用断裂韧性作为井下射孔性能判据的必要性和可行性。     

API螺纹锥度偏差对套管柱使用性能的影响

根据API螺纹连接套管柱对连接强度和密封性能的要求,分析了管子外螺纹与接箍内螺纹的锥度偏差对套管柱使用性能的影响,提出锥度偏差应在API标准要求的基础上加以内控,将极限公差缩小至机械加工允许的范围内,是提高石油套管柱使用性能的有效途径.     

数值仿真技术在石油套管制造中应用的展望

介绍了数值仿真技术在石油套管制造中的应用。通过石油套管制造过程的模拟仿真，可以在设计阶段发现潜在的问题，降低原材料成本，优化产品制造工艺，缩短产品研制周期，加快产品投向市场的步伐，增加产品的质量和可靠性。为石油套管制造工艺由经验制订向理论制订的转变奠定坚实的基础，提高石油套管产品的技术含量，增强国际竞争能力。     

考虑热固耦合作用的高温高压井井筒完整性分析

以高温高压井套管-水泥环-地层为研究对象,建立套管-水泥环-地层组合系统的热固耦合模型,结合边界条件和连续条件,得到相应的应力解析解,并与有限元结果进行对比,验证了解析方法的计算精度.通过分析热固耦合作用下的解析解和不考虑热载荷的解析解,发现热载荷对整体等效应力的影响较大.采用Mises、Drucker-Prager及Mohr-Coulomb屈服准则定义失效系数评价套管-水泥环-地层组合系统的井筒完整性.讨论了水泥环弹性模量、泊松比、非均匀地应力系数、地层温度、套管内压等参数对套管内壁、水泥环内壁及第一、二胶结面失效系数的影响.上述因素对套管内壁、水泥环内壁及第一、二胶结面失效系数均有影响;第一胶结面失效系数较高,对井筒完整性影响较大.      

宝钢钻井用套管实物性能试验研究

针对套管在钻井过程中受到不同程度磨损的情况,模拟套管均匀磨损和偏磨工况,采用全尺寸实物试验方法,对宝钢Φ139.7×9.17 mm P110钻井用套管进行了拉伸失效和静水压试验研究。研究结果表明:宝钢钻井用套管,在上、卸扣试验中螺纹和密封面未发生黏着磨损,拉伸失效载荷大于API BUL 5C2规定接头连接强度最小值17.7%,失效内压值大于API BUL 5C2规定最小内屈服强度46.7%。对该产品进行了钻井试验,完成油层套管钻井井深1 160 m,满足了油田使用要求。     

高强度耐蚀性油井用管的新发展

近年来国外高强度、耐蚀性油井用管得到了新发展,其中有高强度油井管、抗压溃套管、耐酸性油井管、耐 CO_2腐蚀油井管、耐 H_2S、CO_2、Cl~-用油井管和钻杆等。本文介绍这些油井管的研制情况及其机械性能,为我国早日研制出这些特殊用途的油井管而提供最新情报信息。     

梅钢环形套筒窑用石灰石煅烧性能研究

针对梅钢环形套筒窑用的4种石灰石,采用矿相分析和煅烧试验两种方法对其煅烧性能进行研究和评价。结果表明:晶粒细小且分布均匀的石灰石,煅烧后成品石灰表观质量较好,抗压载荷较高,煅烧性能较好;晶粒粗大、晶粒分布不均、晶粒间存在较多裂纹的石灰石,煅烧后成品石灰易发生碎裂和粉化,且抗压载荷较低,煅烧性能较差。结合矿相分析与煅烧试验,能更准确的判定石灰石的煅烧性能。     

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。     

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。     

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。     

国外非API高耐蚀油套管品种开发现状

油套管服役条件日益复杂和严酷,具有更高耐蚀性的非API油套管应运而生。评述了JFE、住友金属、美国SMC镍合金集团和山特维克等国外先进钢管集团非API抗H2S应力腐蚀油套管、13Cr马氏体不锈钢油套管、双相不锈钢油套管和镍基合金油套管的品种开发现状,建议进一步加强开发非API高耐蚀油套管的力度。     

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。     

基于有限元分析影响铝挤压力的主要因素

文章以外径Φ56mm、壁厚3mm的圆管为例,通过控制变量方式,基于有限元法对比模拟了多组挤压力影响参数,为实际铝挤压生产中挤压力的优化提供一定的理论依据。     

大悬臂挤压模变形机理分析

结合悬臂挤压模具的特点，介绍了恳臂模具受力模型的建立、应力分析、变形分析，提出模具在设计过程中，特别是壁厚的设计中，必须考虑模具的变形以及蝶状补偿量的选择原理。     

薄壁无缝钢管顶管过程拉凹缺陷研究

摘要：为了解决CPE顶管机组轧制薄壁无缝管实际生产中出现的管壁拉凹问题，基于某钢管公司114mm CPE顶管机组的装备和工艺条件，借助于有限元分析软件Simufact，对42CrMo4钢管典型规格111mm×435mm顶管过程的辊模力、各机架轧件出口壁厚、应力应变及相对滑动速度进行了分析。结果表明，顶管过程中，减壁量较大的机架之间存在张力作用，机架减壁量越大，轧件在辊缝处壁厚减薄量越大；轧件在辊缝处所受到的轴向应力均为拉应力，在靠近轧件头部一段距离内轧件所受到的轴向拉应力较大，发生壁厚拉凹的倾向性增大。机架过大的减壁量和减壁率引起的轧件沿孔型宽度方向的严重不均匀变形、机架间大的张力及芯棒与轧件间过大的速度差引起的芯棒拽入力是顶管过程管壁拉凹缺陷产生的主要原因。     

冷却水管管形变化下的高炉冷却壁传热分析

建立了铸钢冷却壁的三维传热和热应力的数学模型,采用通用有限元软件ANSYS计算了冷却壁的温度场和应力场。计算结果表明：冷却水管由圆管改为椭圆管后,冷却壁热面最高温度和热应力升高不大,为冷却水管由圆形改成椭圆形提供了理论依据,由于椭圆水管截面积减少,就可以减少壁体厚度和大量节约冷却水量,从而达到降低炼铁成本的目的。