一種提高復雜井況下管柱設計系數的三軸應力方法

編譯:王建軍王同濤,審校:林凱閆相禎

(1 中國石油天然氣集團公司管材研究所,石油管工程重點實驗室)

(2 中國石油大學 (華東)儲運與建筑工程學院)

一種提高復雜井況下管柱設計系數的三軸應力方法

編譯:王建軍1王同濤1,2審校:林凱1閆相禎2

(1 中國石油天然氣集團公司管材研究所,石油管工程重點實驗室)

(2 中國石油大學 (華東)儲運與建筑工程學院)

利用von Mises屈服判定準則和拉梅厚壁圓筒理論,建立了管柱在復雜工況下三軸應力強度精確計算模型,考慮了內外壓力、軸向載荷、彎曲和扭轉等載荷影響,全面分析了管柱破壞時的管柱應力狀態,這是對傳統三軸應力分析方法的一種改進。由于采用無量綱化的公式推導方法,本文建立的模型適用于所有材質和尺寸的管柱設計計算,推導得到的擠毀載荷計算公式適用于徑厚比小于14的管子,且認為管子屈服破壞開始于內壁;破裂載荷的計算公式適用于所有尺寸的管柱。

管柱應力 精確計算模型 管子破裂和擠毀

1 引言

現在鉆井技術中有很多用于計算鉆井、完井和試油時管柱受力的計算模型,由于每種模型基于的原理和考慮的因素各不相同,使得計算結果不便于進行有效的比較。因此,本文給出了一種精確的三軸應力管柱受力計算模型,以Lubinski研究塑性橢圓模型為基礎,全面考慮軸向載荷、內外壓、彎曲和扭轉等影響,對傳統三軸應力設計方法進行改進。推導的計算公式可用于計算所有尺寸規格的套管破裂極限壓力值和徑厚比小于14的套管擠毀極限壓力值。……