套管的残余应力对抗挤毁强度的影响

运用弹性力学理论,建立石油套管的力学模型,通过理论和有限元计算,得到残余应力与石油套管抗挤毁强度之间的关系.研究表明残余应力在很大程度上影响着石油套管的抗挤毁强度,当切向残余应力存在时,适当的压应力明显有利于提高石油套管的抗挤毁强度,而拉应力的存在会显著降低石油套管的抗挤毁强度;当石油套管上存在轴向残余应力时,拉应力使石油套管的抗挤毁强度降低,而压应力使石油套管的抗挤毁强度有所提高;非均匀分布挤压载荷对石油套管抗挤毁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挤毁强度,应根据管体的受力状态,使石油套管的管体上产生最佳的残余应力,提高石油套管的抗挤毁强度,延长使用寿命.     

BG11OT抗挤套管的试验研究(上)——残余应力、平均壁厚、屈服厚度对临界抗挤强度的影响

结合BG110T和BG110TT套管的研制开发,系统研究了轧管热处理工艺对套管残余应力、壁厚公差、屈服强度以及临界抗挤压力的影响.研究结果表明,孔型设计采用壁厚正公差,采用多机架均整及严格控制回火温度与矫直温度,可使套管屈服强度提高,残余应力降低,从而有效地提高了套管的抗挤毁性能.当残余应力控制在100MPa以内,壁厚公差控制在+8%左右时,套管的临界抗挤压力可达到API标准值的1.6倍.     

BG110T抗挤套管的试验研究(上)——残余应力、平均壁厚、屈服强度对临界抗挤强度的影响

结合BG110T和BG110TT套管的研制开发,系统研究了轧管热处理工艺对套管残余应力、壁厚公差、屈服强度以及临界抗挤压力的影响。研究结果表明,孔型设计采用壁厚正公差,采用多机架均整及严格控制回火温度与矫直温度,可使套管屈服强度提高,残余应力降低,从而有效地提高了套管的抗挤毁性能。当残余应力控制在100MPa以内,壁厚公差控制在+8%左右时,套管的临界抗挤压力可达到API标准值的1.6倍。     

BG110T抗挤套管的试验研究(下)——残余应力、平均壁厚、屈服强度对临界抗挤强度的影响

结合BG110T和BG110TT套管的研制开发,系统研究了轧管热处理工艺对套管残余应力、壁厚公差、屈服强度以及临界抗挤压力的影响。研究结果表明,孔型设计采用壁厚正公差,采用多机架均整及严格控制回火温度与矫直温度,可使套管屈服强度提高,残余应力降低,从而有效地提高了套管的抗挤毁性能。当残余应力控制在100MPa以内,壁厚公差控制在+8%左右时,套管的临界抗挤压力可达到API标准值的1.6倍。     

套管抗挤特性及高抗挤套管——《油套管标准研究、油套管失效分析及典型案例》(4)

简要介绍了套管的抗挤特性与生产开发期中损坏的关系及其主要影响因素,指出套管抗挤毁特性除与钢管本身的屈服强度、残余应力以及直径/壁厚比值、椭圆度、壁厚偏差等几何因素有关外,还与外载荷条件有关,因此在设计管柱时,若使用高抗挤套管,还应考虑外载条件,尤其是盐岩、普岩地层的不均匀蠕变。不能把实际管子的挤毁压力比API Bull 5C2高或者高25%～30%,就笼统称其为高抗挤套管。     

高抗挤毁石油套管的试制

在充分了解油田实际使用工况的基础上,通过科研攻关与合作,为青海油田成功开发了一种高抗挤毁套管TP110TT。检验结果表明,TP110TT套管完全达到了设计技术指标。介绍了该钢级套管的开发背景、套管的性能指标、基本生产工艺过程及实际性能检验结果等方面情况。     

SEW高抗挤套管抗外压挤毁性能研究

研究了80~125钢级SEW高抗挤套管的材料性能、尺寸精度、残余应力和抗外压挤毁性能。研究结果表明:屈服强度是影响SEW高抗挤套管抗挤强度的决定性因素,径壁比、外径不圆度、壁厚不均度和残余应力是影响SEW高抗挤套管抗挤强度的主要因素;提高套管的屈服强度和尺寸精度,减小径壁比,降低残余应力均可提高套管的抗外压挤毁性能。     

优质高抗挤套管WSP110T的研制

套管挤毁损坏是油气田开发中面临的重大技术难题,为此,研制了一种非API系列的高抗挤套管WSP110T。叙述了该高抗挤套管的设计原理、主要研制过程及试验结果。权威部门对该套管的评价结果表明,其抗挤性能超过API标准规定值的25%以上。因此,用WSP110T套管代替普通API套管,可以有效延长油气井的寿命,提高油田的综合开发效益,具有广阔的推广前景。     

Φ139.7 mm×12.7 mm CB125HC高抗挤套管抗外挤性能研究

利用实物试验和有限元模拟研究了几何参数对高抗挤套管抗挤性能的影响。检测10支同批次Φ139.7 mm×12.7 mm CB125HC套管的外径、壁厚等几何参数,利用立式挤毁试验系统进行挤毁试验,得到套管抗挤强度值。对检测的几何参数和挤毁结果进行分析,研究壁厚不均度、椭圆度等对套管抗挤能力的影响。利用实测数据建立有限元模型,计算各个样品的抗挤强度值并与API计算值和实测值进行比较。结果表明:高抗挤套管的抗挤强度远大于API计算值,说明API公式不适用于高抗挤套管,有限元结果与试验结果相近,用有限元方法可快速预测高抗挤套管的抗挤能力。     

石油套管抗挤毁解决方案及发展

介绍了套管抗挤毁强度预报方法的演变过程和最新进展,对比了各理论的先进性和局限性;按照K-T理论分析了影响套管抗挤毁强度的主要因素,其中制造质量因素主要包括椭圆度和残余应力;介绍了国内外油气井套管抗挤毁的各种方案和产品;对比了各系列产品和方案的优缺点及控制重点。提出了深井异常高压地层采用特厚壁套管,抗挤毁套管采用调质热处理工艺,以及提高抗挤毁设计安全系数等一系列建议。     

残余应力X射线测定方法的研究现状

综合评述当前广泛应用于众多领域的几种X射线残余应力测定方法,包括其测定原理计算方法和应用领域,最后就X射线残余应力测定方法的发展提出了几种设想。     

摩擦焊接头残余应力及组织对超声频谱的影响

用频率为１５ＭＨＺ的超声水浸透射法对４５钢摩擦焊接头进行了检测试验。通过对消除应力退火前后的超声信号进行谐波分析,发现了焊缝和热曩区残余应力及显微组织绎超声频谱的影响规律。     

THE INFLUENCE OF RESIDUAL STRESS ON THE CORROSION RESISTANCE OF H68A BRASS TUBES IN SEA WATER

This paper reveals the morphological characteristics of the cracks formed in H68A brass tubes fully immersed in seawater, and studies the depth profiles of the residual stress of the tubes. Tbe great residual stress in the wall results in stress-corrosion cracking, and the unique morphology of the cracks is due to the uneven distribution of residual stress through the depth of the tube.     

铜及铜合金加工制品残余应力的测定方法

介绍了残余应力的常见测定方法，重点讨论了适合于铜及铜合金制品残余应力测定的化学和机械方法。其中适用于管棒材的化学方法已形成系列国标，但仍需增补；适用于板带材的化学方法仅限于试验研究之用。机械方法中，Crampton法被广泛应用于管材应力测定，而分条变形方法是近几年才开始研究和应用的新方法，该方法适用于所有加工制品。     

无损测定飞机座舱透明件残余应力的散光光弹性技术

利用Ｈｅ－Ｎｅ激光束在透明件内的金反射散光信息,借助数字图象处理技术获取双折射条纹的定量结果;将数学力学方法与计算机技术相结合分离热应力条纹,获取透明件表面或内部任一点的残余应力状态。     

预置应力对焊接残余应力峰值的影响

运用三维热塑性有限元法对不同预置应力下搭接接头角焊缝的焊接残余应力的影响进行了分析,提出了通过预置应力来降低焊缝根部的焊接残余应力峰值,从而提高结构的使用寿命的方法。     

超声波法测量套管应力

根据超声波法测量材料应力原理，采用声速仪对套管进行了应力测量。试验结果表明，声速与套管的应力变化有较明确的对应关系，单轴应力的测量结果具有相当高的精度。该试验可为套损预测和套管超声应力检测仪的研制提供可靠的依据。     

钢铁材料中残余应力与磁致振动的相互作用关系

研究了45钢脉冲磁处理过程中残余拉应力与磁致振动之间的相互作用关系.结果表明,残余应力可影响材料的磁致伸缩特性,进而影响材料的磁致振动特性.钢铁材料中存在残余应力时,磁致振动的平衡位置发生移动,且振幅减小;随着磁致振动过程的进行,有残余应力试样的磁致振动特性逐渐向无应力试样的特性过渡.另外,残余应力在磁致振动结束后发生了一定程度的下降,这表明脉冲磁处理过程中,残余应力与磁致振动之间存在着强烈的耦合作用,使得带有残余应力材料的磁致振动表现出强烈的非线性特征.     

SIMULATION OF VIBRATION STRESS RELIEF AFTER WELDING BASED ON FEM

A finite element model is developed for the simulation of vibration stress relief （VSR） after welding. For the nonresonant vibration, the reduction in stress strongly depends on the amplitude of vibration. For the resonant vibration, the vibration frequency is the key for stress relief. The vibration frequency should be close to the structure natural frequency for the desired vibration mode. Only small vibration amplitude is required, which will be amplified during vibration. Vibration time does not have a major impact on vibration stress relief. When the amplitude of vibration stress relief is large, the treatment will be more effective.