Nafta- ja gaasipuuraukude korpuse valikul on oluline tehniline põhimõte, et ülitugev{0}}korpus tuleb siduda spetsiaalsete keermestatud ühendustega ja see ei tohi kasutada tavalisi API keermeid. See põhimõte põhineb selgetel materjalidel ja mehaanilistel põhjustel.
1. Kõrge -tugevate materjalide omaduste piirangud
Suure{0}}tugeva korpuse (nagu P110, Q125) peamine eelis on selle kõrge voolavuspiir, mis võimaldab taluda sügavates kaevudes tohutut pinget. Sellistel materjalidel on aga kaks iseloomulikku omadust:
- Materjalil on suhteliselt madal sitkus
Materjalide tugevus ja sitkus langevad sageli üksteise vastu. Kui ülitugeva-terase voolavuspiir suureneb, väheneb selle purunemistugevus. See tähendab, et materjali taluvus defektide ja pingekontsentratsioonide suhtes väheneb.
- Kalduvus töökarastumisele on märkimisväärne
Kõrgtugev{0}}teras kõvastub pinge ja deformatsiooni korral kiiremini. Kui kohalik piirkond läheb plastiliseks deformatsiooniks, on seal väga altid mikro-praod.
2. Tavaliste niitide ehituslikud vead
API standardsete lõimede (nt LTC, BTC) kujundusel on mitu põhiprobleemi:
- Stressi jaotus on ebaühtlane
Keermeühenduse tegemisel koondub koormus peamiselt õlale kõige lähemal asuvale 2-3 keermele. Lõplike elementide analüüs näitab, et pinge nendes kohtades võib ulatuda 3-5 korda keskmisest väärtusest.
- Stressi kontsentratsioon eksisteerib niidi juurtes
Väike kaare raadius keermehammaste põhjas moodustab loomuliku pingekontsentratsiooni punkti. Tõmbekoormuse korral on tegelik pinge nendes punktides palju suurem kui arvutatud keskmine pinge.
3. Nende kahe mittevastavuse probleem
Kui ülitugevad materjalid puutuvad kokku tavaliste keermetega, tekivad kolm probleemi taset:
- Materiaalse vara konfliktid
Kõrge tugevusega-materjalid on väga tundlikud lokaalse pinge suurenemise suhtes ja tavalised niidid tekitavad lokaalsetes piirkondades täpselt väga kõrgeid pingepiike. See „tundlike materjalide” ja „pingekontsentratsiooni struktuuride” kombinatsioon on väga altid varajase rikke tekitamiseks.
- Plastiline deformatsioon on kontrollimatu
Eel- ja töökoormuse mõjul tekib keermestatud kontaktpiirkonnas plastiline deformatsioon. Pöördemomendi õla puudumise tõttu on tavaliste keermete plastilise deformatsiooni astet ja asendit raske kontrollida, mis võib kergesti põhjustada:
Tihendi pind on kahjustatud
Keermevorm purustatakse
Kinnitusjõu kaotus
- Pragude levimise oht
Väga{0}}tugevatel materjalidel on väiksem vastupidavus pragude levimisele. Kui niidi juurel tekib pragu, levib see kiiresti ja tavaliste niitide konstruktsioon ei suuda sellist levimist pärssida.
4. Lahendus spetsiaalsete niitide jaoks
- Parandage niidihamba profiili
Kandepinna suurendamiseks kasutage trapetsi- või konksukujulist{0}}hammaste kuju, muutes koormuse jaotumise ühtlasemaks.
- Seadistage metallist-to-metallist tihendus
Looge väljapoole keermeid sõltumatu tihendusstruktuur, et vältida tihendusfunktsiooni keerme haardumist.
- Suurendage pöördemomenti õlg
Pakkuge täpsed pöördemomendi kontrollpunktid, et piirata keermestatud ala plastilise deformatsiooni ulatust.
- Optimeerige stressi jaotust
Optimeerige keerme parameetreid lõplike elementide analüüsi abil, et vähendada kohalikke pingepiike.
5. Valikusoovitused
Ülaltoodud analüüsi põhjal tuleb spetsiaalseid niite kasutada järgmistes olukordades:
- Kõik korpused teraseklassiga P110 ja kõrgemal
- Nafta ja gaasi puurkaevud sügavusega üle 3000 meetri
- Söövitavat ainet (H2S, CO₂) sisaldavad süvendid
- Kõrgrõhu{0}}gaasikaevud, mis vajavad pikaajalist-sulgemist
- Keeruliste stressitingimustega piirkonnad
6. Järeldus
Kas kasutate tavaliste keermetega ülitugevaid kestasid? Suur probleem. Asja tugevus ja see, kui kergesti see puruneb, ei sobi hästi tavaliste niitidega, mis keskenduvad pingele ja kõverduvad kergesti. Uhked niidid parandavad selle kuju muutes, nii et tugevaid asju on ohutu kasutada.
See ei tähenda ainult raha säästmist; see peab juhtuma asjade ja kujundite toimimise tõttu. Ajad selle sassi? Selle töös hoidmise eest maksate rohkem, kuid see on ohutuse tagamiseks oluline. Tõeliste asjade ehitamisel järgige seda reeglit.
