Точка концентрации напряжения
Утяжеленные бурильные трубыи бурильные трубы подвергаются различным напряжениям во время буровых работ, но точки концентрации напряжений различаются между двумя компонентами. Утяжеленные бурильные трубы, будучи толстостенными и жесткими, испытывают концентрацию напряжений в первую очередь на своих соединениях и поверхностных элементах. Резьбовые соединения между секциями утяжеленных бурильных труб особенно уязвимы для концентрации напряжений из-за их геометрических разрывов. Эти области подвержены возникновению усталостных трещин, особенно в условиях циклической нагрузки.
Напротив, бурильные трубы имеют более равномерное распределение напряжений по всей длине. Однако они все еще подвержены концентрации напряжений в определенных точках. Замки, где соединяются секции труб, являются основными точками концентрации напряжений. Эти соединения испытывают высокие уровни напряжений из-за изменения площади поперечного сечения и наличия резьбовых соединений.
Другое существенное различие в точках концентрации напряжений связано с их соответствующими функциями в буровой компоновке. Буровые воротники предназначены для обеспечения веса на долоте и поддержания прямой скважины. В результате они испытывают более высокие сжимающие напряжения и изгибающие моменты, особенно вблизи нижней части бурильной колонны. Это может привести к концентрации напряжений в областях, где буровой воротник контактирует со стенкой скважины или испытывает сильную интенсивность искривления.
Бурильные трубы, с другой стороны, в основном используются для передачи крутящего момента и давления жидкости. Они испытывают растягивающие напряжения в верхних секциях бурильной колонны и подвергаются циклическим изгибающим напряжениям из-за вращения. Следовательно, точки концентрации напряжений в бурильных трубах часто связаны с областями высокой кривизны или там, где труба испытывает значительные изгибающие моменты.
Состояние поверхности также играет роль в концентрации напряжений. Буровые воротники, будучи более толстыми и прочными, менее восприимчивы к повреждению поверхности при обращении и транспортировке. Однако любые дефекты поверхности или коррозионные язвы могут выступать в качестве точек концентрации напряжений. Бурильные трубы с их более тонкими стенками более уязвимы к повреждению поверхности, что может создавать локализованные области концентрации напряжений вдоль тела трубы.
Точка перелома: утяжеленная бурильная труба против бурильной трубы
Точки разрушения различаются из-за их различных геометрий, условий нагрузки и свойств материала. Буровые воротники, будучи более толстыми и жесткими, обычно демонстрируют точки разрушения на своих соединениях или вблизи них. Резьбовые соединения, особенно последняя зацепленная резьба, являются обычными местами возникновения и распространения усталостных трещин. По мере накопления циклических напряжений эти трещины могут расти и в конечном итоге приводить к полному разрушению.
Поверхность его излома часто демонстрирует характеристики как усталостного, так и перегрузочного разрушения. Усталостная часть излома обычно гладкая и имеет отметины или борозды, что указывает на прогрессивный характер роста трещины.
Бурильные трубы, напротив, имеют тенденцию иметь точки разрушения, которые более распределены по их длине. В то время как замки остаются критическими областями для усталостного разрушения, само тело трубы также подвержено разрушению. Это особенно верно в областях, где труба испытывает высокие изгибающие напряжения или где повреждение поверхности создало точки концентрации напряжений.
Механизм разрушения бурильных труб часто включает в себя возникновение небольших трещин на внешней поверхности, которые затем распространяются внутрь. На этот процесс влияет циклический характер нагрузок, испытываемых во время буровых работ, включая вращение, растяжение и изгиб. По мере роста трещины она уменьшает эффективную площадь поперечного сечения трубы, что в конечном итоге приводит к полному отказу.
Vigor предоставит вам надежное решение. Свяжитесь с нами по адресуinfo@vigorpetroleum.com
