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近年来,连续管技术广泛应用于油气田修井、钻井、完井、测井、增产等作业,在油气田勘探与开发中发挥越来越重要的作用。随着连续管直径的增大、其用途和应用范围的不断扩展以及所受内压的提高,对连续管疲劳寿命的认识和模拟成为关注的重点。本文重点对连续管的疲劳寿命进行了深入研究。
在对国内外连续管疲劳寿命研究情况调研的基础上,确定了合理而易实现的疲劳试验装置方案,设计出一套连续管疲劳试验装置,并进行了整套装置的制造、安装调试等工作。该装置主要由机械系统、液压系统、增压系统、电气控制系统、试验软件和测量系统六部分组成。它可以模拟不大于70MPa内压和弯曲复合加载工况,评测管径25.40mm~88.90mm连续管的抗疲劳性能。
使用该装置,实验研究了钢级80ksi(552MPa)、外径38.1mm的连续管在不同内压(0、10、20、30、40MPa)下疲劳寿命。结果表明,连续管失效循环周次随着内压的增大而减少;随着循环次数的增加涨径逐渐明显、椭圆度逐渐变大、壁厚减薄。观察到明显的鼓泡,裂纹也多从连续管外表面的鼓泡处开始萌生。本文试验装置的试验值与CTES公司的Cerberus软件预测值相关系数为0.998,两者结果一致。
本文试验结果表明连续管疲劳试验装置能够满足设计要求。