自增强容器的残余应力计算

自增强容器的设计计算一般都是把材料当作理想弹塑性材料，忽视材料的应变硬化及鲍辛格效应，但自增强容器所用的高强度钢，实际上是存在着应变硬化与鲍辛格效应特性的。这样，理论计算与实际情况往往存在着较大的误差。本文针对高强钢３０ＳｉＭｎＭｏＶＡ所存在应变硬化及鲍辛格效应的情况，应用小变形全量理论，推导出残余应力计算式，并应用这些式子进行超应变度的优化设计，分别按单目标优化与多目标优化建立数学模型，求解最佳     

超高压容器自增强残余应力计算

在对超高压聚乙烯反应器用钢AISI 4 340H进行详细力学行为试验研究的基础上 ,提出了新的双向幂函数残余应力计算模型。经与实际残余应力试验结果相比较 ,较其他计算模型有更高的准确性 ,适用于实际工程中自增强残余应力的计算。     

含裂纹自增强厚壁圆筒残余应力研究

针对裂纹对厚壁筒自增强处理效果影响的问题,采用有限元软件分析了2种径比不同裂纹的厚壁筒自增强处理后的残余应力分布规律,并通过节点位移外推法计算了裂纹尖端处的应力强度因子。研究结果表明,不同径比时自增强压力的变化决定了含裂纹厚壁筒在裂纹尖端残余压应力的分布,以及裂纹尖端应力强度因子的变化率;尖端前缘自由表面存在残余压应力区域,促进了裂纹的闭合;随着自增强压力的增大及裂纹长度的减小,扩大了裂纹尖端沿裂纹扩展方向的残余压应力区域范围。     

自增强残余应力计算模型的研究

针对当前自增强设备设计中所依据的理想弹塑性模型误差较大的情况 ,从材料实际拉压性能出发 ,构建自增强残余应力计算模型。分析了超应变度、Bauschinger效应和材料强化对自增强压力和反向屈服的影响 ,得到了基于材料双线性理论模型的自增强残余应力、临界径比、自增强压力和Bauschinger效应系数计算式 ;通过材料性能试验、自增强处理试验和残余应力检测 ,对比分析了基于双线性理论模型和弹塑性理论模型的自增强残余应力计算式的精度。结果表明 ,双线性模型的计算精度比理想弹塑性模型高 2倍以上 ,其最大计算误差仅为 7 5 7%。     

LDPE反应器的自增强应力分析

自增强处理能使器壁应力分布均匀 ,大大提高承载能力 ,降低平均应力 ,延长疲劳寿命 ,因此 ,愈来愈多的高压、超高压厚壁圆筒容器都采用自增强处理。文中较详细地分析了茂名石化公司高压聚乙烯反应器自增强处理后器壁的应力分布状况。分析结果充分显示了自增强处理的效果     

自增强厚壁筒残余应力松驰的研究

通过试验,分析了自增强厚壁筒内外壁残余应变与交变应力循环次数的变化关系和应力松驰的影响因素,最后给出了计算残余应力的方法。     

自增强管残余应力在温度场中的松驰规律及其计算

介绍自增强管残余应力在温度场中松驰的原因和机理，并以金属材料的蠕变理论为基础，推导出自增强管残余应力在温度场中松驰的计算公式。     

自增强残余应力测试数据处理方法探讨

分析自增强反应管中残余应力测量数据时发现，数据处理方法不同，其得到的残余应力数值亦不同，从而对疲劳寿命计算产生很大影响。笔者认为，采用四次方程的最小二乘法回归为宜，而初始残余应力则以实测确定最好。     

温度场中自增强残余应力衰减的试验研究

根据大庆石油化工总厂实际使用超高压聚乙烯管式反应器的操作条件,用试验模拟的方法,对自增强厚壁圆筒残余应力的衰减规律进行了研究,对在役反应器的残余应力衰减程度作出了初步评价。     

大高径比储罐的倾覆稳定性计算

在储罐设计过程中,当罐区平面布置受限时,一般都采用大高径比储罐.对于高径比大于1.6、容积小于100 m^3的小型储罐,应通过计算确定储罐是否有倾倒的可能性.以某工程中的16座60m^3大高径比的拱顶罐为例,采用标准API 650-2013《钢制焊接石油储罐》对储罐的倾覆稳定性进行计算.通过计算,确定了储罐的倾覆稳定性满足API标准要求,不需增加锚固.API标准中的方法虽复杂,但考虑得更全面、具体,用其进行储罐的倾覆稳定性计算,结果更真实、可靠.     

利用斜井井壁破坏信息计算最大水平地应力

准确获取深部地层的地应力大小和方向,对于安全钻井作业、控制井筒出砂和压裂增产至关重要。利用井壁破坏信息计算地应力的方法已得到广泛认同,甚至已建立了利用井壁崩落宽度计算最大水平地应力的模型,但是该计算模型仅限于直井井壁破坏。为此,根据线性多孔弹性岩石力学理论,确定了任意斜井井壁崩落位置和张性裂缝位置,找出了间接计算最大水平地应力的方法,即利用斜井井壁崩落和张性裂缝建立地应力和岩石强度的关系图版,根据实际岩石强度确定最大水平地应力。利用该方法对川西南部斜井成像测井观测到的井壁破坏信息进行了实例分析,分析结果表明,该地区垂深4 663.5 m处的最大水平地应力为178.9~180.3 MPa。川西南部地区正处于逆断层地应力状态,在较强的水平挤压应力作用下,该地区的原生断层接近摩擦极限应力状态,断层容易滑动,因此该地区地震频发。利用该方法可以根据任意斜井井壁的破坏情况计算最大水平地应力,扩展了斜井成像测井资料的应用范围。     

卧式容器内加强圈腐蚀裕量对周向应力计算的影响

针对JB/T 4731—2005《钢制卧式容器》没有明确规定有内加强圈卧式容器的周向应力计算中计算加强圈与筒体组合截面的参数A0、I0、e、d时是否考虑腐蚀裕量的问题,通过分析计算说明,考虑和不考虑腐蚀裕量两种情况下,有内加强圈卧式容器周向应力的计算结果有很大不同。     

利用井底应力场研究双级钻头导扩眼直径比

为研究双级钻头导扩眼直径比,应用双级钻头的井底应力场分析模型、开挖方法、分析过程及分析选项,对?190.5 mm×?311 mm、?215.9 mm×?311 mm和?241.3 mm×?311 mm 3种双级钻头进行井底三维应力场开挖分析,得到了井底应力场分布曲线,井底应力场曲线显示:?241.3 mm×?311 mm双级钻头的径向应力释放较充分,有利于提高机械钻速;?215.9 mm×?311 mm双级钻头径向和周向两应力差减小,但仍有较大提高机械钻速的潜力;?190.5 mm×?311 mm双级钻头的径向和周向两应力差很小,其提高机械钻速的潜力较小;双级钻头的导眼体与钻头的直径比存在最优值,最优直径比为0.7~0.8。     

螺杆泵配小直径油管采油技术研究及应用

为了降低稠油出砂井的冷采成本 ,在对螺杆泵生产井杆管的受力、扭矩、应力及强度计算和分析的基础上 ,提出了采用 63 5mm小直径油管和 2 5 4mm抽油杆配PJG2 5—Ⅱ型接箍技术。在 1 5口施工井中 ,采用小直径油管井 8口 ,成功率 1 0 0 %,年增油 2 1 3 5t。现场试验表明 ,螺杆泵配小直径油管采油技术对稠油出砂井具有较强的适应性 ,可满足螺杆泵采油工艺要求 ,为改善稠油出砂井的生产现状提供了新的途径。     

钢质环氧套筒修复补强管道在内压作用下的环向应力计算

为了得到钢质环氧套筒修复补强管道在内压作用下的环向应力计算公式,根据内压作用下钢质环氧套筒修复补强管道的受力特点,建立了对应的力学分析模型,基于厚壁圆筒的应力解法和变形协调关系得到了内压作用下管道、环氧树脂胶层和钢套筒的环向应力理论公式,并通过试验对理论公式进行验证。结果表明,在不同内压作用下理论值与试验值的误差均在20%以内。该结果可以为内压作用下钢质环氧套筒修复补强管道的设计分析提供参考。     

拘束度耦合模型计算管道焊接残余应力

焊接残余应力是造成焊缝开裂失效的主要原因,因而精确描述应力对于管道安全输送极为重要,而外加拘束是影响焊接应力分布的众多因素之一。为此,应用ANSYS仿真软件,采用实体—壳单元耦合建模方法,建立了拘束度与焊接过程的温度场和应力场耦合仿真模型,研究了拘束对油气管道焊缝应力的影响。同时,还基于自建的1套自拘束焊接试验装置,实现了不同拘束状态下管道的焊接,并通过应变仪采集焊接过程中的应力应变数据,与模拟结果进行对比,进而证明了ANSYS 仿真耦合模型的有效性。结果表明：①对于两端约束的钢管焊接对接接头,随着管长增加,焊缝处的轴向应力减小,在距离焊缝230 mm处的轴向应力亦减小;②焊趾处的塑性应变亦减小,整体焊接结构的拘束度降低;③焊接的管道残余应力随着拘束度的上升而增大,拘束情况对焊接残余应力的影响明显;④拘束度最大的0.5 m×0.5 m管子,其焊接残余拉应力最大可达140 MPa,高残余拉应力会严重削弱管道的整体性能。进而提出建议：加强管道建设期间的焊接施工管理,避免产生管道焊接时的强拘束。     

基于CBIL回波时间图像识别地应力方向

常规测井资料在地应力的计算中已发挥了重要的作用，但难于准确地确定地应力的方向。井周声波成像测井（CBIL）回波时间图像能够直观地反映储层应力作用下的井壁表现如井眼崩落、裂缝等，根据这些应力响应特征可以判断储层的应力方向。回波时间最长的方向为最小地应力方向，最大地应力方向与之垂直。采用最小二乘法回归井径与回波时间的线性刻度系数，通过回波时间图像刻度成井径图像确定井眼崩落的方位，从而确定最小地应力的方位。结果表明，该方法能够有效地识别地应力的方向。     

定向井井径扩大率计算模型及影响因素分析

井眼适度坍塌是缓解井壁稳定和储层保护矛盾的关键技术之一。根据弹性力学理论,建立了定向井井径扩大率计算模型,并分析了钻井液密度、井斜角和方位角对井径扩大率的影响规律。结果表明:对于任意井斜角、方位角的定向井而言,允许井壁适度坍塌,均可降低所需的钻井液密度;允许井径扩大一定程度的条件下,所需钻井液密度随井斜角增大呈增大趋势,但是随着钻井方位靠近水平最小地应力方位,此趋势逐渐改变为先减小后增大。通过该方法可得到任意井斜角、方位角井眼钻井液密度与井径扩大率的对应关系,根据钻井安全和储层保护的要求指导现场合理设计钻井液密度。     

盘式刹车制动盘热应力弹性计算及分析

建立了石油钻采设备用盘式刹车制动盘热应力计算数学模型，并应用有限元方法计算了连续下放管柱时制动盘的热应力场。计算与分析表明，制动盘热应力有如下特征：制动盘周向热应力最大，热应力梯度主要在轴向，摩擦表面层1~2mm处是高热应力区；下放一根管柱时制动盘摩擦表面层的等效效应力具有微观脉动性，连续下放管柱对具有宏观波动性；制动盘摩擦表面层热应力值远大于其机械应力值，在某些工况下热应力峰值已超过常用工程材料的屈服极限。