连续油管低周疲劳分析

介绍了连续油管井下作业的弯曲循环方式及典型失效形式,并对连续油管作业进行了受力分析,同时采用外径38.1 mm,壁厚3.18 mm的CT80级进口连续油管进行不同内压下的疲劳试验。疲劳试验结果和失效试样的断口分析表明,内压作用下的弯曲疲劳是连续油管失效的主要原因,连续油管的疲劳失效属于典型的低周疲劳问题,疲劳裂纹都在连续油管外表面开始产生。因此,低周疲劳是连续油管工作寿命的主要影响因素。     

基于椭圆度及壁厚参数的连续油管低周疲劳寿命预测

连续油管在每次起下作业中经历多次弯曲—拉直塑性变形,低周疲劳失效事故时有发生。依据连续油管工作状态,设计了专用的连续油管疲劳寿命装置和试件。对?60.325 mm连续油管进行了疲劳寿命实验,得到了不同循环次数下连续油管椭圆度、壁厚变化值,基于数学回归方法拟合出椭圆度及壁厚随循环次数计算公式,给出了低周疲劳寿命公式。研究结果表明,连续油管的疲劳寿命符合率达到90%,因此,采用新的计算方法能够为工程连续油管失效预测及控制提供理论依据。     

长庆区域XX气水平井连续油管断裂失效要因分析

现场作业中连续油管断裂失效的原因多种多样。准确找到失效的主要原因,是杜绝安全隐患,避免类似安全事件再次发生的重要措施。以长庆区域XX气水平井通洗井作业中连续油管断裂失效为例,通过连续油管设备各部位配件检查、疲劳分析计算、连续油管外观分析、断口尺寸测量、材料无损检测、材质理化性能检测、套管变形分析等筛查途径,进行了失效原因深度剖析,确定了套管变形引起的连续油管刮伤为该井连续油管断裂失效的主要原因。为后期同类安全事件的原因分析,提供了可供参考的有效途径,并提出了预防同类安全事件重复发生的有效措施。     

连续油管在酸性环境下的疲劳寿命研究进展

在连续油管井下作业过程中,连续油管反复起下,产生低周弯曲疲劳,弯曲过程为塑性变形,这与常规静态管柱和输送管道弹性变形的受力特征存在明显差异。当连续油管用于酸性环境时,连续油管的H_2S损伤和塑性变形相互作用,会进一步增加其失效风险。针对连续油管井下作业的特点,综述了连续油管在酸性环境下使用后产生的腐蚀疲劳失效机理、失效案例,介绍了酸性环境下连续油管腐蚀疲劳的试验方法及其试验原理,以及不同试验方法下的试验研究进展。结果显示,连续油管在酸性环境下应用,由于H_2S引起的损伤,氢原子渗透进入管体导致材料变脆,塑性降低,使得连续油管弯曲疲劳寿命显著下降。对比分析了酸性环境下连续油管试验方法的优缺点,结合不同试验方法的试验研究成果,提出了连续油管在酸性环境下使用的注意事项和防护措施建议,以期为连续油管在酸性环境下井下作业的安全应用提供技术参考。     

基于直径参数的连续油管低周疲劳寿命研究

为了明确连续油管在弯曲和内压条件下的低周疲劳寿命与直径参数的关系,使用连续油管全尺寸疲劳试验机,在34.47 MPa内压、弯模半径2 286 mm下对国产高强度CT90连续油管进行了疲劳寿命试验。试验结果表明,高强度大直径国产CT90连续油管失效时管径胀大率可达15.2%;研究了连续油管失效位置分布规律,揭示了连续油管直径随循环次数增加的胀大规律,并建立了一个基于直径参数的疲劳寿命预测模型,可以较好地计算连续油管工作寿命,为预判连续油管的疲劳损伤程度及断裂失效位置提供理论指导。     

连续油管在弯曲和内压共同作用下的疲劳寿命分析

连续油管在工作时除受卷绕弯曲和拉伸载荷作用外，管内常受到内压作用，承受三轴应力。根据疲劳强度理论，对连续油管在三轴应力作用下的疲劳寿命进行分析，结果表明，连续油管在三轴应力下的疲劳失效属于低周疲劳问题，疲劳寿命较短；内压大于一定值后，疲劳寿命急剧下降；改进连续油管作业装置，不用导向架，可大大延长连续油管使用时间。     

110 ksi钢级连续油管刺漏失效分析

为了探寻连续油管刺漏失效的原因,以某油田110 ksi钢级Φ50.8 mm×5.2 mm连续油管刺漏样品为研究对象,进行了微观组织分析、化学成分分析、力学性能试验、金相检验和断口分析。结果显示,失效连续油管的化学成分、拉伸性能、硬度检验结果等均符合API SPEC 5ST的要求,夹杂物等级较低,金相组织为铁素体+珠光体+粒状贝氏,组织均匀,无异常。分析指出,刺漏失效是连续油管在使用过程中,机械损伤和疲劳循环载荷共同作用的结果;油田现场应加强作业过程的管理和监控,避免因操作不当造成连续油管损伤,是防止连续油管失效,提高连续油管使用寿命的关键。     

安全生产 规避危机——四川石油局井下作业处安全工作纪实

安全问题,永远是企业的核心问题。四川石油管理局井下作业处,是专门为石油天然气勘探开发提供压裂酸化、固井、连续油管作业工程服务,以及研制     

世界海上连续油管作业技术与装备展望

连续油管钻井技术从上世纪90年代以来迅速推广到水平井钻井、定向井钻井及过油管钻井等多个领域。当前连续油管钻井作业的主要设备包括连续油管作业机、连续油管、井下配套工具、随钻测量系统、制氮车和辅助设备。为了进一步降低海洋石油作业成本对现有连续油管作业技术，连续油管压裂技术研究和连续油管侧钻技术研究是今后的发展方向。我国还没有系统开展连续油管的技术研发，研发机构和制造企业均没有建立，今后应大力发展。     

连续油管卷曲低周疲劳寿命预测

弯曲和内压作用下产生的疲劳是造成连续油管失效的主要原因,在疲劳曲线上按其破坏的循环数N划分,属于典型的低周疲劳问题。以三参数幂函数能量法(3SE)和梁弯曲理论为基础,结合连续油管的承载状态,考察其疲劳寿命及影响因素。实例分析表明,连续油管循环次数随卷绕半径的增大而增大,但基于材料本身特征,存在一个卷绕半径极限,超过该值时通过增大卷绕半径的方法来提高连续油管循环寿命无太大意义;3SE方法在寿命预测精度上优于传统Manson-Coffin方法,对于连续油管作业过程中涉及的低周疲劳问题及寿命预测具有一定的借鉴作用。     

多工况连续油管疲劳寿命预测方法研究

连续油管作业过程中经历复杂工况，现有研究方法大多仅考虑了单一工况，使得连续油管的疲劳寿命难以准确预测。为提高连续油管疲劳寿命预测的准确性，通过考虑连续油管作业在多工况条件下的特点，依据Manson-Coffin模型、Miner法则及中性层假设，建立含磨损、冲砂、疲劳损伤的连续油管疲劳寿命判断依据；开展连续油管疲劳性能试验，获得CT110连续油管的疲劳寿命模型关键参数；基于连续油管的使用档案，进行了某使用日历下连续油管疲劳寿命算例分析，形成多工况连续油管疲劳寿命预测方法。结果表明：在给定使用日历下，?50.8 mm×4.4 mm CT110连续油管的理论起下作业次数为11次，进行10次作业后连续油管极限载荷为645 MPa,与未使用时相比损失了17%;随着作业次数增多，连续油管寿命明显降低，其截面极限载荷呈下降趋势。本文所研究的多工况连续油管疲劳寿命预测方法为连续油管在实际使用过程中疲劳寿命预测及降级使用提供技术指导。     

连续油管卷绕弯曲寿命分析

连续油管工作寿命是短是影响连续油管作业成本的主要因素之一,以疲劳强度理论和塑性力学为基础,探讨连续油管在反复卷绕弯曲条件下的疲劳寿命问题,给出连续油管卷绕弯曲疲劳寿命计算方法,并讨论卷绕滚筒半径和油管尺寸对连续油管寿命的影响,分析表明,连续油管卷绕曲疲劳属于低周疲劳问题,疲劳寿命较短;改进边疆油管作业装置的结构,不同导向架是延长连续油管使用时间的有效途径。     

连续油管损伤分析及对策

连续油管作为连续油管作业机的核心部件,分析其受损原因是连续油管作业技术得以顺利实施的关键。从弯曲疲劳、腐蚀、机械方面对连续油管进行损伤分析,采用软件跟踪、截断法、优选管材、改善作业环境方面入手制定了连续油管损伤对策,总结了延长连续油管使用寿命的方法。     

影响连续油管疲劳寿命的因素分析

疲劳寿命是衡量连续油管质量好坏的关键 ,分析影响连续油管疲劳寿命的因素 ,对提高连续油管寿命 ,指导其选择引进和应用管理 ,以及连续油管作业技术的推广应用都具有重要意义。通过对连续油管应力和最终拉伸强度的计算 ,建立了连续油管疲劳寿命预测模型。利用图表法分析得知 ,连续油管的疲劳寿命随内部压力的增加而急剧降低 ;外径尺寸越大的连续油管 ,疲劳寿命越低 ;其疲劳寿命随卷筒直径和导向拱弯曲半径的增大而增大 ;随连续油管材料抗拉强度的提高 ,其疲劳寿命明显增加。并据此提出建议 :( 1 )优先选用抗拉强度高的连续油管材料 ;( 2 )应尽量增大卷筒直径和导向拱的弯曲半径 ;( 3)应尽量增加大直径连续油管的壁厚 ;( 4 )在满足使用要求的前提下 ,应优先选用小直径连续油管。     

连续油管失效的机理与原因分析

根据连续油管工作条件和受载情况全面分析了失效的主要机理和原因。综合分析研究表明:(1)连续油管的失效中疲劳占10%～15%,其中特别是疲劳断裂和与焊接有关的断裂所占比例较大,危害也较严重;(2)大多数循环失效出现在11～50个应变循环,特殊部位的应变循环数为10时,连续油管的机械性能可能就会发生显著的变化;(3)在作业环境引起的失效报道中,2种最主要的连续油管失效是硫化氢和盐水,其次是抑制酸和大气暴露;(4)大多数连续油管失效位置在报告中是1524.30～3048m,随后是3048.30～4572m和高于4572m;(5)灾难性操作失效的近31与连续油管柱失效有关,几乎13的灾难性操作失效可以归结于人为失误。最后,提出可防止连续油管早期失效的一些有效的预防对策。     

连续油管作业技术措施

连续油管具有特殊性,应用连续油管作业技术措施,能够提高井下作业的效果,节约作业成本,不断提高作业的效率。连续油管作业是一项非常实用的井下作业技术措施,将连续油管作业技术应用于井下作业的实践中,发挥巨大的优势。     

连续油管斜接焊缝弯曲过程应变分析

针对连续油管使用过程中出现的对接斜焊缝失效问题,采用ANSYS有限元分析软件建立了连续油管弯曲-矫直几何模型,对HS110钢级Φ50.8 mm×4.78 mm连续油管斜接焊缝的疲劳应变强度进行了分析。分析结果显示,连续油管斜接焊缝热影响区在弯曲状态下的等效应变比本体材料高30%左右;零内压弯曲情况下,随着循环次数的增加,弯曲后等效应变和矫直后残余应变在弯曲内侧内壁上增长最快;带压作业情况下,当内压超过15 MPa后,其残余应变迅速增加。研究表明,连续油管在弯曲作业过程中,斜接焊缝热影响区的强度有较大程度下降,连续油管的累积应变在弯曲内侧内壁处累积最快,此处易发生疲劳失效。     

预弯曲连续油管及其疲劳寿命预测

介绍了一种提高连续油管疲劳寿命的新技术--预弯曲连续油管技术,对预弯曲连续油管进行了受力分析和强度校核,分析了现场作业过程中预弯曲连续油管应力循环特征。在对称循环和脉动循环下的疲劳实验数据基础上,用拟合法和插值法建立了任意循环下预弯曲连续油管的疲劳寿命预测模型,简单对比了预弯曲连续油管和直连续油管的疲劳寿命。初步计算表明:预弯曲连续油管技术可以成倍地提高连续油管的疲劳寿命。     

连续油管设备防喷盒失效的控制

防喷盒是连续油管作业的主要井控屏障,用于在起下油管时隔离井筒压力。针对液路控制失效、非挤压环磨损严重、补芯磨损严重、连续油管外表不清洁,操作不当等失效原因进行分析,达到正确操作维护目的,使防喷盒在作业中处于有效控制状态,满足HSE和工程要求,杜绝作业风险。     

连续油管在线检测系统壁厚测量功能 在川渝地区的应用分析

对现役连续油管进行在线检测是确保连续油管作业安全和提高使用效率的重要手段。现场实时获取连续油管壁厚变化情况,对于分析连续油管的低周疲劳、计算剩余疲劳寿命具有重要意义。目前,代表国产连续油管在线检测技术水平的是LXGJ-1系统,其壁厚检测功能是通过磁桥路测量法来实现。通过对LXGJ-1系统壁厚测量功能在川渝地区的应用分析,探讨了现阶段该项技术在现场使用的优点、存在问题、解决方案及改进措施,为促进国产连续油管在线检测技术及现场应用水平的提高提供参考。