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1、2007年第36卷石油矿场机械第11期第5页OILFIELDEQUIPMENT2007,36(11):5~9文章编号:1001-3482(2007)11-0005-05外压作用下套管抗挤强度研究申昭熙,冯耀荣,解学东,杨鹏(中国石油天然气集团公司管材研究所,西安710065)摘要:为提高套管挤毁压力的计算精度,应用统计方法对213根套管全尺寸挤毁试验数据进行了方差分析。结果表明,径厚比、屈服强度是套管抗挤强度的主要影响因素,不圆度、壁厚不均度、残余应力等因素对套管抗挤强度的影响呈随机性分布。利用有限元
2、方法对外径不圆度、壁厚不均度和残余应力的不同组合进行模拟分析得出,数值相同的外径不圆度、壁厚不均度及平均残余应力组合不同时,套管的挤毁压力相差很大。提出了新的套管挤毁压力计算公式,计算表明精度可满足工程要求。关键词:套管;抗挤强度;方差分析;有限元分析中图分类号:TE931.207文献标识码:ACasingCollapseAnalysisunderExternalPressureSHENZhao-xi,FENGYao-rong,XIEXue-dong,YANGPeng(TubularGoodsResearchCenter,CNPC,Xian710065,China)Abstrac
3、t:Toimprovetheprecisionofcasingcollapsepressurecalculation,theanalysisofvarianceofthefullscalecollapsetestdataof213piecesofcasingswasconductedwithstatisticalmethod.Theeffectsoftheratioofouterdiameter/wallthickness,materialyieldstrength,ovality,eccen-tricityandresidualstresstothecasingcollapseresi
4、stantwereanalyzedinthispaper.Theresultsshowedtheratioandyieldstrengthwerethemainparametersofpredictingthecollapsepressureofcasingandthedecreasingofthecasingcollapseresistantwasarandomprocesswiththein-creasingofovality,eccentricityandresidualstress.Andthecasingsimulationanalysisofvariouscombinatio
5、nsofthelocationofovality,eccentricityandresidualstressunderexternalpressurewasperformed.Fromthesimulationresults,itwasconcludedthatthecasingcollapsepressuresdiffermuchbetweendifferentcombinations.Intheendanewcasingcollapsepredictingformulawasputforwardwhichgivethemoreaccuratelypredictionofcasingc
6、ollapse.Keywords:casing;collapseresistance;analysisofvariance(ANOVA);finiteelementanalysis(FEA)影响套管抗挤强度的因素有很多,例如,外径与理论,结合套管全尺寸试验结果,在理想圆管公式基[1-4]壁厚比值、材料屈服强度、外径椭圆度、壁厚不均度、础上加以修正得到套管挤毁压力经验公式;或利残余应力、应力应变曲线等。长期以来,很多研究试用有限元方法分析各种因素对套管抗挤强度的影[5-7]图得到一个包括这些全部或者部分因素的比较完备响,根据分析结果得到套管挤毁压力计算公式。的套管抗挤强度计算公式。根据
7、弹性和弹塑性力学上述的理论分析和有限元模拟均建立在理想椭圆收稿日期:2007-04-11作者简介:申昭熙(1976-),男,河南范县人,工程师,2004年毕业于西安交通大学建筑与力学学院力学专业,现从事油套管和输送管的实物评价工作,E-mail:shenzx@tgrc.org。6石油矿场机械2007年11月管、理想屈服硬化应力-应变和均匀环向残余应力等强度的影响随机性很大。假设基础上,计算公
