連續(xù)管工程失效與安全評定

目錄
第1章 連續(xù)管裝備與工程 1
1.1連續(xù)管作業(yè)機(jī)關(guān)鍵部件 1
1.1.1注入頭及導(dǎo)向器 1
1.1.2 滾筒 2
1.1.3井口壓力控制系統(tǒng) 2
1.1.4動(dòng)力與控制系統(tǒng) 3
1.1.5數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 3
1.1.6 連續(xù)管 3
1.2連續(xù)管鉆磨橋塞作業(yè) 7
1.2.1 井眼軌跡 8
1.2.2 連續(xù)管規(guī)格 9
1.2.3上提及下放軸向力分布 11
1.2.4 懸重 12
1.2.5鉆塞作業(yè)能力計(jì)算 13
參考文獻(xiàn) 15
第2章 連續(xù)管失效與作業(yè)載荷 16
2.1國外連續(xù)管工程失效 16
2.1.1總體失效情況 16
2.1.2工程失效典型案例 17
2.2國內(nèi)連續(xù)管工程失效 18
2.2.1總體失效情況 18
2.2.2工程失效典型案例 18
2.3連續(xù)管載荷與缺陷21
2.3.1連續(xù)管載荷 21
2.3.2連續(xù)管缺陷形式 25
參考文獻(xiàn) 26
第3章 連續(xù)管腐蝕失效 28
3.1連續(xù)管腐蝕機(jī)理 28
3.2連續(xù)管抗腐蝕性能測試 29
3.2.1低碳微合金鋼連續(xù)管抗腐蝕性能 30
3.2.2耐蝕合金連續(xù)管抗腐蝕性能 31
3.3二氧化碳腐蝕實(shí)驗(yàn) 35
3.3.1高溫高壓腐蝕實(shí)驗(yàn) 35
3.3.2電化學(xué)腐蝕實(shí)驗(yàn) 41
3.4完整連續(xù)管電化學(xué)腐蝕有限元模擬 47
3.4.1連續(xù)管電偶腐蝕有限元模擬 47
3.4.2 連續(xù)管 CO2腐蝕有限元模擬 54
3.5含缺陷連續(xù)管電化學(xué)腐蝕有限元模擬 59
3.5.1含缺陷連續(xù)管應(yīng)力腐蝕有限元模型 59
3.5.2矩形缺陷對連續(xù)管電化學(xué)腐蝕的影響 62
3.5.3橢球形缺陷對連續(xù)管電化學(xué)腐蝕的影響 70
參考文獻(xiàn) 77
第4章 連續(xù)管沖蝕磨損失效 78
4.1連續(xù)管剩余壽命理論 78
4.1.1連續(xù)管壁厚損失模型 78
4.1.2連續(xù)管剩余使用壽命模型 79
4.2連續(xù)管內(nèi)含砂沖蝕磨損 80
4.2.1連續(xù)管加砂水力壓裂沖蝕磨損幾何模型 80
4.2.2控制方程及數(shù)值模型 81
4.2.3邊界條件及模型驗(yàn)證 83
4.2.4影響連續(xù)管內(nèi)壁沖蝕磨損敏感參數(shù)分析 85
4.3連續(xù)管在井筒含砂沖蝕磨損 89
4.3.1連續(xù)管外壁沖蝕幾何模型及邊界條件 89
4.3.2影響連續(xù)管外壁沖蝕磨損因素分析 91
4.3.3振動(dòng)狀況下連續(xù)管沖蝕磨損規(guī)律分析 94
4.4含缺陷連續(xù)管沖蝕磨損 97
4.4.1有限元計(jì)算幾何模型及邊界條件 97
4.4.2缺陷參數(shù)對連續(xù)管沖蝕影響分析 98
4.5焊肉對連續(xù)管沖蝕速率的影響 102
4.5.1數(shù)值模型及邊界條件 102
4.5.2焊肉結(jié)構(gòu)參數(shù)對沖蝕速率影響分析 103
參考文獻(xiàn) 106
第5章 連續(xù)管與套管摩擦磨損 107
5.1工程問題 107
5.2高溫摩擦磨損試驗(yàn)方案及方法 108
5.3高溫及潤滑介質(zhì)對摩擦磨損的影響研究 110
5.3.1摩擦磨損試驗(yàn)結(jié)果分析 110
5.3.2白光干涉三維形貌結(jié)果分析 113
5.3.3高溫影響下掃描電鏡結(jié)果分析 116
5.3.4磨損斷面形態(tài)表征 117
5.4生物潤滑劑對摩擦磨損的影響 120
5.4.1生物潤滑劑潤滑特性對比 120
5.4.2不同濃度藕粉潤滑特性對比 123
5.4.3不同濃度魔芋膠潤滑特性對比 127
5.5基于響應(yīng)面法的Archard磨損模型修正 131
5.5.1 連續(xù)管 -套管磨損有限元模型建立 131
5.5.2有限元仿真及結(jié)果分析 133
5.5.3基于響應(yīng)面法的修正指數(shù)優(yōu)化 136
5.5.4修正摩擦磨損模型建立 139
參考文獻(xiàn) 143
第6章 連續(xù)管裂紋萌生與擴(kuò)展 144
6.1基于原位疲勞法的連續(xù)管疲勞裂紋萌生 144
6.1.1材料和實(shí)驗(yàn)方案 144
6.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 145
6.1.3討論與分析 150
6.2缺陷處裂紋萌生數(shù)值模擬研究 156
6.2.1 CT90連續(xù)管材料金相組織觀察 156
6.2.2晶體有限元模型建立 158
6.2.3連續(xù)管裂紋萌生規(guī)律研究 161
6.3含刮痕缺陷處裂紋萌生及擴(kuò)展 165
6.3.1有限元模型的建立 165
6.3.2連續(xù)管裂紋自然萌生研究 166
6.3.3裂紋萌生后擴(kuò)展規(guī)律 169
參考文獻(xiàn) 172
第7章 完整連續(xù)管疲勞壽命評估 173
7.1純低周彎直疲勞 173
7.1.1低周彎直疲勞理論模型 173
7.1.2低周彎直疲勞數(shù)值模擬 176
7.1.3 軟件編制 182
7.2扭轉(zhuǎn)疲勞 185
7.2.1反扭矩對疲勞壽命影響的數(shù)值模型建立 186
7.2.2反扭矩對疲勞壽命影響的因素分析 187
7.3彎扭內(nèi)壓組合下疲勞壽命研究 191
7.3.1理論模型建立 191
7.3.2有限元數(shù)值模擬 192
7.3.3影響因素分析 193參考文獻(xiàn) 195
第8章 含缺陷連續(xù)管疲勞壽命評估 196
8.1含體積缺陷連續(xù)管疲勞壽命有限元分析 196
8.1.1含體積缺陷連續(xù)管疲勞壽命有限元模型建立 196
8.1.2有限元結(jié)果討論與分析 199
8.2含體積缺陷連續(xù)管疲勞壽命實(shí)驗(yàn)研究 206
8.2.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)方案 206
8.2.2含球形缺陷連續(xù)管疲勞壽命實(shí)驗(yàn)研究 210
8.2.3含槽形缺陷連續(xù)管疲勞壽命實(shí)驗(yàn)研究 211
8.2.4含錐形缺陷連續(xù)管疲勞壽命實(shí)驗(yàn)研究 212
8.3含缺陷連續(xù)管疲勞壽命理論模型建立 214
8.3.1含槽形缺陷連續(xù)管疲勞壽命理論模型 214
8.3.2含球形缺陷連續(xù)管疲勞壽命理論模型 216
8.3.3含錐形缺陷連續(xù)管疲勞壽命理論模型 220
參考文獻(xiàn) 223
第9章 基于極限承載的連續(xù)管安全評定 224
9.1復(fù)合載荷作用下連續(xù)管極限承載能力 224
9.1.1連續(xù)管極限承載模型建立 224
9.1.2計(jì)算結(jié)果討論與分析 227
9.2含初始裂紋缺陷連續(xù)管極限承載能力 232
9.2.1 CT110連續(xù)管臨界 CTOD值 232
9.2.2含初始裂紋連續(xù)管有限元模型建立 234
9.2.3含初始裂紋缺陷連續(xù)管極限承載失效分析 238
9.3含缺陷連續(xù)管極限承載研究及安全分析 243
9.3.1有限元模型的建立 243
9.3.2缺陷參數(shù)對連續(xù)管極限承載的影響 245
9.3.3含缺陷連續(xù)管極限承載理論模型建立 250
9.4連續(xù)管極限承載實(shí)驗(yàn)研究 253參考文獻(xiàn) 254
第10章 基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的連續(xù)管安全評定 256
10.1基于Cox的連續(xù)管安全評定 256
10.1.1連續(xù)管生存分析模型構(gòu)建 256
10.1.2連續(xù)管生存分析時(shí)數(shù)據(jù)處理 257
10.1.3連續(xù)管服役風(fēng)險(xiǎn)評價(jià) 261
10.2基于機(jī)器學(xué)習(xí)的疲勞壽命研究 267
10.2.1機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測疲勞壽命方法簡介 267
10.2.2壽命預(yù)測方法選取與結(jié)果驗(yàn)證 269
10.2.3多因素影響下疲勞壽命預(yù)測 272
參考文獻(xiàn) 274