Вплив геометрії внутрішніх тріщиноподібних дефектів на оцінювання безаварійної роботи тривало експлуатованих труб бурової колони
О. Ю. Витязь, Р. С. Грабовський, В. І. Артим, В. В. Тирлич
Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, вул. Карпатська, 15, 76019 Івано-Франківськ, Україна
Отримано: 31.05.2020; остаточний варіант - 22.10.2020. Завантажити: PDF
У статті викладено основи чисельно-експериментальної методики для інтерпретації результатів технічного діягностування тривало експлуатованих бурильних труб, що містять внутрішні напівеліптичні тріщиноподібні дефекти. Оцінку напруженого стану в околі напівеліптичної тріщини, розташованої на внутрішній поверхні пустотілого циліндра, що знаходиться під дією осьового навантаження, здійснено за методом скінченних елементів. Визначали напружений стан в околі вершини напівеліптичної тріщини і на цій основі обчислювали характеристики механіки руйнування: $J$-інтеґрал та коефіцієнти інтенсивності напружень. Експериментально визначено умови, за яких можливе руйнування низько- та середньовуглецевих низьколеґованих сталей із феритно-перлітною структурою бурильних труб груп міцності «К» та «G-105», що тривало експлуатувалися, тобто встановлено критичну тріщиностійкість, та обчислено величину критичного коефіцієнта інтенсивності напружень. Побудовано діаграми оцінки ризику руйнування у координатах «глибина тріщиноподібного дефекту — глибина буріння — коефіцієнт інтенсивності напружень», які дозволяють оцінити безпечну глибину внутрішніх напівеліптичних тріщиноподібних дефектів, виявлених засобами технічного діягностування з урахуванням результатів експериментальних досліджень критичної тріщиностійкості. Встановлено, що у разі спуско-підіймальних операцій відсутні умови для руйнувань бурильних труб, які виготовляють з низько- та середньовуглецевих низьколеґованих сталей із феритно-перлітною структурою, з поперечним напівеліптичним тріщиноподібним дефектом, глибина якого не перевищує 50% товщини стінки труби.
Ключові слова: бурильні труби, внутрішні напівеліптичні дефекти, коефіцієнт інтенсивності напружень.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v42/i12/1715.html
PACS: 02.60.Cb, 45.20.-d, 46.70.-p, 62.20.mt, 62.20.Qp, 81.40.Np, 81.70.Bt