对连续管焊接应力数值模拟分析.pdf

《对连续管焊接应力数值模拟分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、石油机械2012年第40卷第11期CHINAPETR0LEUMMACHINERY一23一．．钻井技术与装备连续管焊接应力数值模拟分析张锦洲熊禾根毕宗岳(1．长江大学机械工程学院2．武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室3．宝鸡石油钢管有限责任公司国家石油管材工程技术研究中心)摘要：连续管的焊接应力对其质量与寿命有着重要影响。借助SYSWELD软件，依据连续管的材料性能，考虑焊接电弧力及其挖掘作用，选择双椭球形的热源模型，模拟连续管焊接过程，分析其焊接温度场及应力场。分析结果表明，焊缝处焊接残余应力不是

2、均匀分布的，横向残余应力最大值出现在偏内径处，管的内外壁均受拉应力，且内径处比外径处大。纵向残余应力最大值出现在过热区，远离过热区的残余应力逐渐减小，而且逐渐由拉应力转变为压应力。关键词：连续管；焊接工艺；残余应力；数值模拟中图分类号：TE925文献标识码：A文章编号：1001—4578(2012)11—0023—04NumericalSimulationAnalysisofWeldingStressofCTZhangJingzhou’XiongHegenBiZongyue(1．CollegeofMecha

3、nicalEngineering，Yang~eUniversity2．MOEKeyLaboratoryofMetallurgicaluipmentandTheirCon—trol，WuhanUniversityofScienceandTechnology3．Ba4iPetroleumSteelPeCo．，Ltd．)Abstract：Theweldingstressofcoiledtubing(CT)hasanimportanteffectonitsqualityandservicelife．Basedont

4、heSYSWELDsoftwarethetwinellipseheatsourcemodelwasselectedtosimulatetheweldingprocessofCTandanalyzeitsweldingtemperaturefieldandstressfieldreferringtothematerialpropertyofCTandconsideringtheweldingarcforceanditsdiggingaction．TheanalysisSHOWSthattheweldingre

5、sidualstressisnotevenlydistributedattheweldingseam．Themaximumvalueofthehorizontalresidualstressappearsattheeccentricdiameter．Thein—ternalandexternalwallsoftubingaresubjecttotensilestressandtheinternaldiameterisgreaterthantheoutsidediameter．Themaximumvalueo

6、fthelongitudinalresidualstressappearsattheoverheatedzone．Theresidualstresswhichisfarawayfromtheoverheatedzonegraduallybecomeslessanditchangesgraduallyfromtensilestresstocompressivestress．Keywords：CT；weldingtechnology；residualstress；numericalsimulation由于其温度

7、场分布不均，会产生较大的焊接残余应0引言力，使用过程中，焊接残余应力与工作应力共同作用，严重影响连续管的结构安全性与寿。因连续管是由若干段长度在百米以上的柔性管通此，对连续管的焊接应力进行研究很有必要。过对焊或斜焊工艺焊接而成的无接头钢管，具有高强度和高韧性。目前，连续管已广泛应用于油气田1连续油管焊接应力数值模拟钻井、洗井等领域，经济效益显著，连续管技术现已成为世界油气田行业研究与应用的热点。1．1材料选择连续管的连接方式主要是焊接，经过焊接后，20世纪60．70年代，连续管材料主要为碳基金项目：国家科技

8、重大专项项目36之课题6“连续管装备与应用技术”(2011ZX05036—006)；国家“十二五”科技支撑计划课题“低品级含钒页岩矿产资源高效开发利用关键技术及工程示范”(2011BAB05B02)。