抽油杆疲劳试验研究

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1、抽油杆疲劳试验研究①。①曰武①②徐永君张传绪赵清清刘余俊波,,①中国科学院力学研究所北京②大庆油田第九采油厂大庆、,、运行可,摘共游梁式抽油系统主要包括抽油机抽油泵及连接两部分的抽油杆结构简单靠得。、,,到了普遍使用疲劳断裂偏磨是主要破坏形式严重时影响油井正常生产给油田带来较大的经济,对,损失本文针对普通级抽油杆进行了一系列三点弯曲疲劳实验研究实验结果进行了统计分析,得到了相应的统计规律为进一步进行现场抽油杆本体的剩余寿命评估并指导油井的维护维修等莫定了实验和理论基础关锐词抽油杆疲劳三点弯曲一曲线引言,,抽油杆是游梁式抽油系统的主要关键部件之一疲劳

2、断裂是抽油杆的主要破坏形式它的安全服役寿命直接影响着油井的产能及修井作业的费用和工作量文献通过对抽油杆断口的宏徽,,口形,观形貌特征显微组织等进行了分析断貌呈疲劳断裂特征存在冶金缺陷及强度偏低等是。,造成抽油杆发生早期疲劳断裂的主要原因对抽油杆疲劳断裂研究主要集中在两个方面一是从,。无初始缺陷开始到破坏进行疲劳实验研究统计分析得到召曲线后进行寿命评估研究文献,,一对级的目标寿命进行了估算文献对级的目标寿命进行了估算由于为了模拟完整,口的相互影响,抽油杆在试验研究过程试件中间采用焊接加之杆体及接箍丝试验结果分散性比,。较大可能会对寿命评估结果有影响文

3、献将不同使用年限不同部位的抽油杆加工成标准拉伸,,。,试件应用疲劳强度理轮和累积损伤理论由静特性推测疲劳特性另一方面文献刀从初始,,裂纹开始利用公式进行扩展寿命研究这种研究方法只考虑了产生裂纹后的寿命情况可能与实。,际情况有一定差别本文对级抽油杆本体进行了三点弯曲疲劳实验研究利用文献给。出的疲劳统计方法对实验数据进行了分析试验简介实验。目的确定抽油杆一曲线实验方式如图所示四点弯曲或三点弯曲实验。试件来源为大庆油。实验试件加抽油杆长田第九采油厂,,,实验数量组不同应力水平和幅值应劳试验第一组个试件第六组个试件其余每。组试件个数个实验方案采用国际通用的

4、或‘为无限寿命概念,但考虑抽油杆在随机载荷作用下,,,,其抗随机疲劳的行为不同与常幅的静疲劳疲劳寿命是有限的不是无限的随机载荷下的损伤,其有限寿命,的大小与损伤速率有关系在低于疲劳极限的情况下同样过程是不可逆的耗散过程,。,,‘以作为试验调整依据试验中由于造成疲劳损伤破坏所以拟以为无限寿命概念,,。加载方式是非对称循环的为得到基本一曲线对每组应力进行以对朗公式转换表给结构强度研究出。了每组加载转换为应力加载情况图三点弯曲示意图表应力加载情况组号杆直径应力均值田应力幅值于实验结。果表给出了每组应力水平下的疲劳试验结果表疲劳试验结果惮位一二三四五六犯试

5、验数据分析,,采用规范】中给出的统计分析方法疲劳寿命很好地服从正态分布通过分析得到第一组试,。、、件和第二组试件对应的两个点为坏点该两点数据应舍弃对应的疲劳寿命的均值方差、。,期望值标准差列于表表给出了各组概率所对应拟合直线各参数级抽油杆本体的一曲线见。图裹统计分析今数值组号均值户方差厅期望值产标准差口结构强度研究裹的概率所对应各拟合纽今数组号截距斜率中值对数寿命对数应力一喇刃一·肠·,‘卯·洛牙葱的︸食,‘单补仗州一图级抽油杆本体曲线直线方程乙二一够结论从统计结果和一曲线可以得出如下结论抽油杆本体的疲劳实验结果满足正态分布统计规律一曲线拟合直线的

6、线性度比较好。一本文统计得到的曲线可以作为抽油杆本体寿命评估的基础参考文献王文青等抽油杆断裂分析理化检验一物理分册,,,,助体,、,,一胡雨人抽油杆疲劳断裂研究一寿命预估石油学报,李华屏用曲线改进抽油杆的疲劳寿命检侧和评定‘石油矿场机械,,,,一,,,,,·黄东升陈国明方华灿抽油杆可靠性的实验研究石油大学学报自然科学蔺,卿,,,,,以巧,卜李其刘殿魁李晓秋在用抽油杆服役期限的确定方法东北林业大学学报,张,,,,,效羽宋瑜用此公式处理含表面裂纹抽油杆疲劳断裂问题的研究油田地面工程芍徐小兵,袁样忠表面有横,,,,·,向裂纹的抽油杆寿命估算石油机械加伍,

7、川州山一心如山堪一垃范。目拍山题囚川肥成叩和,陈传尧疲劳与断裂华中科技大学出版社结构强度研究,高镇同疲劳应用统计学国防工业出版社玩②幻气气毗气气①址拓恤山,由,‘②七,叫加吕加,月切口哪劝也均以泊初曰玛七五】幻胃巨石吐舰加茂四沁氏场七血吨眠二“为团”比娜姆,四片妙耐俪“卜勿吨,阮旧,乡妙妞翻司昭目详”心川叮,。如阴比份佃山认污一。山,