基于椭圆度及壁厚参数的连续油管低周疲劳寿命预测.pdf

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1、第35卷第6期石油钻采工艺V01．35No．62013年11月OILDRILLING&PR0DUCT10NTECHN0LOGYNOV．2013文章编号：1000—7393(2013)06—0015—04基于椭圆度及壁厚参数的连续油管低周疲劳寿命预测何春生刘巨保岳欠杯李伟权(1．中石油长城钻探工程公司，北京100101；2．东北石油大学机械科学与工程学院，黑龙江大庆163318)引用格式：何春生，刘巨保，岳欠杯，等．基于椭圆度及壁厚参数的连续油管低周疲劳寿命预测[J]．石油钻采工艺，2013，35(6)：15．18．摘要：连续油管在每次起下作业中经历多次弯曲一拉直塑性变形，

2、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060．325mm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。关键词：低周疲劳；弯曲一拉伸；实验装置；椭圆度；壁厚中图分类号：TE931文献标识码：APredictionofthelow-cyclefatiguelifeofthecoiledtubingbas

3、edonovalityandwallthicknessparameterHEChunsheng，LIUJuba0，YUEQianbei，LIWeiquan2(I．CNPCGreatWallDrillingEngineeringCompany，Beo'ing100101，China；2．CollegeofMechanicalScienceandEngineering，NortheastPetroleumUniversity，Daqing163318，China)Abstract：Thecoiledtubingexperiences6timesofbend—straighte

4、nplasticdeformationineachpipeliftingprocess，andthelow-cyclefatiguefailureaccidentoccursoccasionally．Basedontheworkstateofcoiledtubing，asetoftailor-madeexperimentaldeviceandspecimenonfatiguelifewasdesigned．Thefatiguelifetestwascarriedoutonthecoiledtubingof060．325mm．Thevaluesofovalityandwal

5、lthicknessofdifferentcycleswereobtainedintheexperiment．Theformulasofovalicyandwallthicknessweregeneratedbasedonthemathematicalregressionmethod，andtheformulaoflowcyclefatiguelifewasgiven．Theexperimentalresultsshowthatthefa—tiguelifecalculationcoincidenceratewasover90％．Therefore，thecalculat

6、ionmethodcouldbeatheoreticalbasisforthecoiledtubingfailurepredictionandcontro1．Keywords：low·-cyclefatiguelife；bend—-straighten；experimentaldevice；ovality；wallthickness目前，国内外大多采用现场实验法、疲劳实验机、疲O引言劳寿命模型等3种方法对连续油管进行疲劳寿命预随着石油工业的不断发展，连续油管(Coiled测J，由于反复实验成本高、疲劳实验机自身的局Tubing，简称CT)作业设备广泛应用于油气田修井、限性

7、及疲劳寿命模型经验系数多等特点，使预测寿钻井、完井、测井等作业，在油气田勘探开发技术上命值与实际寿命仍存在较大误差，而且国内外文献发挥着越来越重要的作用。J。连续油管在作业过大多采用应变、能量法对无损连续油管进行疲劳寿程中经受多次塑性弯曲变形J，这些变形经过多次命预测，而对有初始椭圆度及壁厚减薄的连续作业导致发生低周疲劳是连续管典型的失效模式。油管疲劳寿命的研究几乎空白。笔者依据连续油管基金项目：国家自然科学基金项目(编号：11272085)。作者简介：何春生，1972年生。1995年毕业于大庆石油学院化机专业，在读博士研究生