Bohrrohr Anwendung在Hochtemperatur-Gasbrunnen

本征是由人来决定的
Januar 2019
使用API 5L管道的方法
2019年Januar 7日
0

Bohrrohr Anwendung在Hochtemperatur-Gasbrunnen

在书房vergangenen Jahren,麻省理工学院DER abnehmenden Zahl冯LEICHT verwertbaren OL-UNDGasbohrlöchern,ES战争notwendig geworden,毛皮OL-UND Gasbohrungen,tiefer祖gehen sowohl unterirdisch UND温特瓦瑟。UND,Schlauch- UNDRohrstränge信德MIThöhererTemperatur UNDhöherem德鲁克在Diesen表示布伦恩unterzogen,Welches的würdewahrscheinlichGehäuseAusfall奥德EINE Gasleckage在DER Hochdruck / Hochtemperatur verursachen(HPHT)布伦恩。达海尔,梅尔Aufmerksamkeit wurdeIntegrität在DER OL- UND Gasindustrie在巢穴letzten years.1,2 DERSchlüsselfaktorDERBohrlochintegrität字符串-AnschlüsseIST DASGehäuseつBohrloch bezahlt,模具sowohl strukturell ALS奥赫莱克Integrität温特schwierigen地区信息つschaffen,werden erwartet。阿尔斯Belastungsbedingungen信德麻省理工学院tiefer assoziiert,höhereTemperatur UND德鲁克Gasbohrlöchern,viele Betreiber wechselten·冯·温特Verwendung冯标准美国石油协会(API)Verbindungen祖书房特优Verbindungen。Zahl 1展示了高级接头的套管及其气封机构。模具DichtflächeIST奥赫METALL-AUF-METALL-Dichtungen genannt,DAS vorsehenAnpreßdruck第三人以死Preßpassung。是IST梅尔,DERAnpreßdruck河畔Dichtfläche格罗瑟IST ALS德Gasdruck UND,UND模具Gehäuseanschlüssekönnten死Gasleckage efficiently.3,4 verhindern

Zahl 1。气体密封溢价的连接机制

在我们的家乡,我们的生活在一个特殊的温度和气体的世界里,我们的生活在一个比我们更美丽的世界里。Im Sudchinesischen米尔在一些探索气井的温度可高达240℃C.5精心设计的高档连接可能在早期阶段井下承受高压的气体。Jedoch,DAS Gasleck问题NACH 2 Jahren DER Gasproduktion在einigen Vertiefungen nachgewiesen werden卡恩,达斯IST WEIT weniger ALS模具erwartete Lebensdauer冯Gasquellen。北书房besonders霍恩Temperaturen,模具DichtflächeDESGehäusesVerbindungen erfahren Kriechdehnung,死楚Minderung在德DichtflächeDES Anpressdrucksführen。德恩DER Kontaktdruck格林格IST ALS德Gasdruck肠道,DAS天然气AUS DEMGehäuseaustreten Verbindung,welche死Lebensdauer德气体UND reduzieren。Außerdem,ESwürdeeinen anhaltendesGehäuseGasdruck bringen,Gehäuse崩溃,奥德Aufgabe肠道,是祖einem enormen wirtschaftlichen Verlust。Deshalb,ES IST重要事项,死Viskoelastizität德GehäusesVerbindung DES材料祖untersuchen UND模具Entspannung DES Kontaktdruckes AUF DERDichtflächeherausfinden,模具献给模具探索与发展协会冯Hochtemperatur-Gasquellen hilfreich盛könnten。

(研究)尤伯杯死Gehäuseanschlüssewurden在书房letzten Jahren AUF DER Gewindeanschluss-Struktur-UND设计DER Bewertung在Sicherheit erster临界线fokussiert。Analytische了Methode,6,7有限元(FE)方法,8 9和实验method10,11都在研究工作普遍采用。Einige Forscher haben书房Verschlussmechanismus DER特优Verbindungen untersucht,12,13一些研究人员开发了高温/高压下的高性能高级连接高温高压气井。14,15However, Diese Forschungsarbeiten sind alle im stationären Zustand durchgeführt, unter Berücksichtigung der Zeit nicht ändert. Und, der Dichtungsmechanismus der Premium-Verbindungen in der Hochtemperatur-Gasquelle vollständig nicht untersucht, insbesondere das viskoelastische Verhalten des Gehäusematerials.

在diesem ARTIKEL,EIN Kriechversuch冯Ummantelungsmaterial wurde的Unter德gleichen Zugbeanspruchung阿伯unterschiedliche Temperaturendurchgeführt。UND丹恩,DAS viskoelastische Verhalten DESHüllenmaterialsuntersucht。Außerdem,模具WLF(威廉-Landel的-码头)Gleichung献给DASGehäusematerialabgeleitet wird。Schließlich,EIN FE-潜行wird verwendet,嗯死Entspannung德Dichtfläche德Anpressdrucks DESGehäusesVerbindung祖studieren,死könnenIHRE Lebensdauer在DEM Hochtemperaturgas肠道vorhersagen。

ExperimentelleWerkstoffprüfungen

Versuchsvorrichtung UND DAS Verfahren

Nach ISO 204:2009, metallische Werkstoffe einachsigen zeitstandsuch as Spannung Prufverfahren,蠕变实验不同的高温下进行的估计基于viscoelasticity.16理论材料松弛的机械性能如在所示Zahl 2,模具Kriechversuch Vorrichtung besteht AUS奥芬zusammengesetzt,Temperatursensor,Verschiebung塞纳,Spannung-测试仪,UND探针。实验原理所示Zahl 2(b)中。明镜博登DER探头fixiert IST,UND模具Oberseite IST加载。Experimentelle Temperatur wird第三人以奥芬und明镜Temperatursensor gesteuert。inzwischen,模具Kriechdehnung wird第三人以Wegsensor erfasst。试件外壳材料为P110T,化学成分列于表中1.Als Metall Kriechen实验学者zeitraubend, ein Satz von konstanten belastungs Spannung bei 120℃durchgefuhrt werden, 200℃,和300℃,bzw..

Zahl 2.(EIN)蠕变VersuchsgerätUND(b)中experimentelles Prinzip。

Versuchsergebnis

Tabelle 2给出了蠕变实验条件如果温度为680 MPa,那么我们的寿命为680 MPa,如果温度为680 MPa,我们的寿命为680 MPa。用P110T的材料将其松紧。测试1,模具探针在300℃下,每小时570小时,所示Zahl 3。太好了,这是一个很好的探测器。杰多克,我需要温度和630h的克瑞克测试,这个探针不合适。这样,这种材料的温度为300℃,在德国为室温。蠕变试验结果示于Zahl 4。在300℃时口吃的人:primar, Sekundar -,和tertiare。所以,我们把它写成一个明确的时间定义。在斯图弗的书中,我们看到的是一个相对的时代。然后,模具Verformungsgeschwindigkeit erreichtschließlicheinen Mindestwert UND wirdつeinem konstant AUF DERSekundärstufe,ALS斯塔姆-宰特-Kurve IST EINE Gerade在dieser阶段。Schließlich,在DERtertiärenStufe,模具Verformungsgeschwindigkeit steigt exponentiell MIT DER宰特,双死探头Frakturen,模具hauptsächlich第三人以EinschnürungPhänomene在DER探头hervorgerufen。Jedoch,毛皮死探头河北120℃UND 200℃Kriechversuch,ES GAB诺尔ZWEI StufenwährendDER 630 TESTEN Stunden:PrimärstufeUNDSekundärstufe。

Zahl 4。不同温度下的蠕变试验结果

Viskoelastische konstitutives上一次

在diesem ARTIKEL,DASHüllenmaterialALS lineares viskoelastischesausgewählt。本构关系可用线性粘弹性叠加原理和松弛和蠕变模量函数表示。17,18从广义麦克斯韦模型开始,再加上一个春季项,就得到了一个称为Wiechert模型的模型根据Zahl 5。温特Verwendung DES维谢尔,莫代尔,DAS Kriechen UND放松DES viskoelastischen材料肠道beschrieben werdenkönnte,该模型可用松弛模量函数E表示(t)是不是folgt

E(t)=E+i=1nEiexp(tτi)">ËŤ=Ë+ΣICH=1ñËICHEXP-ŤŤICHE(T)=E∞+Σ目录I = 1nEiexp(-tτi)
(1)

哪里τi">ŤICH&tau蛋白;一世是弛豫时间Ei">ËICH错的是松弛模量E">ËE∞为平衡模量n为普罗尼级数项的总数。Gleichung(1)表示一系列指数项的和,可以解释为一个力学单元模型这是很容易理解的。

Zahl 5。Wiechert材料模式

Beachten SIE,DASS,从公式(1),一世f t = 0

E(0)=E0=E+Ei">Ë0=Ë0=Ë+ΣËICHE(0)= E 0 = +E∞ΣEi
(2)

其中E0是瞬时的松弛模量。UND,方程(1)可以改写为

E(t)=E+i=1nmiE0exp(tτi)">ËŤ=Ë+ΣICH=1ñICHË0EXP-ŤŤICHE(T)=E∞+Σ目录I = 1nmiE0exp(-tτi)
(3)

哪里mi=Ei/E0">ICH=ËICH/Ë0MI = EI / E0被定义为的Prony系列参数

P110T Materialcharakterisierung

阿尔斯献给DAS Kriechen实验,死Anwendung Zuglast IST EINE Konstante ,, UND模具Relaxationsmodul卡恩第三人以EINE企业的其它形式dargestellt werden

E(t)=σ[ε]">ËŤ=p[Ë]E (t) = p [E]
(4)

哪里σ">pp是应用张力负载;[ε]">[Ë]并[e]为蠕变试验的应变矩阵[ε1,ε2,ε3,]">[Ë1Ë2Ë3...][E1,E2,E3,...]对应于该实验时间矩阵[t]">[Ť][T]奥德[t1,t2,t3,]">[Ť1Ť2Ť3...][T1,T2,T3,...]所以,松弛弹性模量E(T)在DER阵列式IST

E(t)=E0+i=1nmiE0[1exp([t]τi)]">ËŤ=Ë0+ΣICH=1ñICHË0[1-EXP[Ť]ŤICH]E(t)= E0 + &;i = 1nmiE0[1-exp([t]& tau;我)
(5)

结合公式(4)用公式(5),模Beziehung zwischen DER宰特UND DEM斯塔姆etabliert,如方程(6)

i=1nmiE0[1exp([t]τi)]=E0σ[ε]">ΣICH=1ñICHË0[1-EXP-[Ť]ŤICH]=Ë0-p[Ë]Σ目录I = 1nmiE0 [1-EXP( - [T]&tau蛋白; I)] = E0-P [E]
(6)

通过求解方程(6)采用线性矩阵方程的方法,代入时间矩阵[t]">[Ť][T]和应变矩阵[ε]">[Ë]并[e]使用蠕变实验数据可以得到的Prony系列参数MI

魏某献给死去Rechenkomplexität德的Prony,意甲联赛的Funktion,模具MATLAB的软件angewendet,嗯死普罗尼意甲参数祖芬登。毛皮死200℃Umgebungstemperatur,所述P110T壳体材料的普罗尼系列参数列于表3,UND dessen Relaxationsmodul Gleichung卡恩魏folgt erhalten werden

E(t)=79,827+61,991[1et10]+7367[1et100]+49,615[1et1000]">ËŤ=79827+61991[1-Ë-Ť10]+7367[1-Ë-Ť100]+49615[1-Ë-Ť1000]E (t) = 79.827 + 61.991 (1-e-t10) + 7367 (1-e-t100) + 49615 (1-e-t1000)

胆碱德胡克Gesetz Theorie,蠕变应变是恒张应力与松弛模量E的比值(t) Außerdem,蠕变应变随时间的关系曲线如图所示Zahl 6。林Vergleich MIT DEM斯塔姆-宰特-Kurve在DEM实验贝200℃führen,所示Zahl 6,死普罗尼-意甲Modellkurvepaßt肠道MIT数字高程模型Kriechen experimentellen回到名单Daten,死Validierung DER konstitutiven潜行DES材料P110T。Deshalb,压铸普罗尼意甲Gleichung DES Ummantelungsmaterial P110T河北120℃UND 300℃卡恩奥赫在DER gleichen艺术UND魏泽abgeleitet wird,如等式(8)UND(9),bzw.

E(t)=125,986+875[1et]+43,314[1et12]+2956[1et100]+38,942[1et1000]">ËŤ=125986+875[1-Ë-Ť]+43314[1-Ë-Ť12]+2956[1-Ë-Ť100]+38942[1-Ë-Ť1000]E(T)= 125.986 + 875 [1-E-T] 43314 [1-E-T12] 2956 [1-E-T100] 38942 [1-E-T1000]
(8)
E(t)=53,560+66,362[1et5]+6985[1et10]+4802[1et200]+30,015[1et800]">ËŤ=53560+66362[1-Ë-Ť]+6985[1-Ë-Ť10]+4802[1-Ë-Ť200]+三十015[1-Ë-Ť800]E(T)= 53.560 + 66.362 [1-E-T5] 6985 [1-E-T10] 4802 [1-E-T200] 30015 [1-E-T800]
(9)

Zahl 6。蠕变实验数据和Prony系列拉伸与200℃

材料的热流变学

弛豫模量与温度有关。19,20在较低的温度下,死Relaxationsrate DES材料北京时间sehr langsam,welche ALS elastisches Verhalten modelliert werden ,.贝höherenTemperaturen,死Relaxationsrate DES材料wird维耶尔schneller,达斯北京时间DAS雷讷viskose Verhalten。明镜Relaxationsmodul,第三人以DAS普罗尼-Verfahren erhalten意甲,wird奥夫einem Protokoll Zeitskala的Unter den verschiedenen Temperaturen aufgetragen DREI,所示Zahl 7。这是一个非常有用的方法,它可以快速地从地平线上取下。这是材料和热流变学的固有特征。这是一个地平线上的地平线,它的名字是Kurven, oben, Mitte, and am Boden,这是一个明确的名称,αT">EINŤ&AGR;Ť,如果你的孩子死了,他就会死在你的家乡

E(log(t),T)=E(log(t)logαT,T1)">Ë日志ŤŤ=Ë日志Ť-日志EINŤŤ1日志(t) E (t) = E(日志(t) -logαT, T1)
(10)

其中E(T,T)是在温度T和时间t的松弛模量

Zahl 7。壳体材料P110T的热流变行为

Gleichung(10)可以改写为

E(t,T)=E(tαT,T1)">ËŤŤ=ËŤEINŤŤ1E(T,T)= E(tαT,T1)
(11)

这种转变的因素αT">EINŤ&AGR;Ť可以通过WLF方程获得

logαT=C1(TT0)C2+(TT0)">日志EINŤ=-C1Ť-Ť0C2+Ť-Ť0logαT= -C1(T-T0)C2 +(T-T0)
(12)

T是计算松弛模量时的温度T0">Ť0T0为参考温度C1和C2是WLF公式的常数

基于蠕变实验数据和普罗尼系列方法中Zahl 6,UND Setzen 200℃ALS Bezugstemperatur,模具Verschiebungsfaktoren,冯·200℃双120℃UND 200℃双300℃,卡恩在DER Handlung skaliert werden。第三人以死Verschiebungsfaktoren在DER WLF-Gleichung Substituieren,常数c和c可以解出来C1 = 45.03 and C2 = 4640。Deshalb,模具WLF-Gleichung献给DASHüllenmaterialIST P110T

logαT=45.03(T200)4640+(T200)">日志EINŤ=-4503Ť-2004640+Ť-200logαT = -45、03 (t - 200) 4640 + (t - 200)
(13)

FE-UND仿真IHRE Anwendung

FE-Modell

模具numerische模拟DER探头Spannung Zeitstandzugversuch wurde麻省理工学院DER kommerziellen FE-软件ABAQUSdurchgeführt。Basierend AUF DEMGehäusematerialP110T Kriechversuch拉德,DAS FE mechanische潜行wurde festgestellt ,,所示Zahl 8。模具elastischen Eigenschaften,einschließlichDERElastizitätsmodulUND泊松Verhältnis,1.99X 105兆帕UND 0.3,bzw.,在ABAQUS definiert werden。Außerdem,死viskosen Eigenschaften,einschließlich德Relaxationszeit UND普罗尼,意甲,如表3,信德ebenfalls在ABAQUS definiert。是IST梅尔,模具热rheologische EINFACH(TRS)参数,C1和C2,第三人以模具WLF-Gleichung erhalten,IST奥赫在dieser模拟einbezogen,UND *粘艺术DER分析wurde献给DAS viskoelastische Verhalten angewendet。

Zahl 8。有限元力学模型用于模拟拉伸蠕变试验

蠕变实验数据和在三个不同温度的模拟结果之间的比较示出在Zahl 9(EIN) - (c)中,BZW ..孛einer Temperatur冯200℃,DAS Simulationsergebnis entspricht巢穴Kriechen experimentellen回到名单Daten肠道。这是因为温度200℃被设定,如等式基准温度(13)。当温度为120℃和300℃时,温度流变学就会改变,当我们做实验时就会改变,我们会改变8%的温度。本文对模具的热流变参数进行了分析,确定了模具的热流变参数。在世界范围内,200℃是参考性温度Zahl 7,模具死记硬背Kurve wird的骰子位置DER布劳恩Kurve UND施瓦Kurve verschoben。UND,模具neuen verschobenen Kurven stellen DAS热rheologische Verhalten DESGehäusematerialsUND wird verwendet,嗯死WLF-Gleichung祖lösen,.大模verschobenen Kurven卡恩nicht 100%paßt肠道MIT数字高程模型experimentellen Ergebnisse erhalten wird ,,死Abweichung besteht zwischen experimentellen UND仿真原来,模具第三人以模具。Außerdem,ALS裸片200℃wird ALS Referenztemperatur genommen,DAS Simulationsergebnis IST genauer ALS ANDERE,所示Zahl 9。在这个过程中,我们用理论和方法来模拟这个过程。在埃尔干桑,我可以用理论和方法把所有的材料都整理好。

Zahl 9。的在不同温度下的实验数据和模拟结果的比较(ein) 120℃,(b) 200℃,和(C) 300℃。

我很高兴见到你

Basierend AUF DER几何学冯5,5“SL-APOX Gelenkverbindungstyp,EIN Axialsymmetrie FE-莫代尔献给死去Dichtflächewurde在ABAQUS gebaut,所示Zahl 10。死在别人的坟墓里。死记硬背是一个很好的例子。当一个人把他的名字和他的名字放在一起时,他的名字和他的名字是一样的。

Zahl 10。从SL-APOX关节连接密封表面的有限元模型

贝Hochtemperaturumgebung,DERAnpreßdruck河畔Dichtflächewird aufgrund DES材料麻省理工学院DER时代周报abnehmenViskoelastizität。明镜Gasdruck AUF DER Innenwand wird奥夫75兆帕。密封表面相对于时间上平均接触压力放松的仿真结果所示乐动app下载安装Zahl 11。模拟,在160℃和230℃的温度下,在116 MPa的温度下。然后在这个时候,你就会知道了。当地气温为76 MPa。另外,模具的温度为230℃,模具温度为160℃。温度为4000小时(166分钟),气温为76 MPa(230℃),气温为9000小时(375分钟)下降为76 MPa。

Zahl 11。密封面上的接触压力弛豫随时间乐动app下载安装变化

胆碱DEM Simulationsergebnis,DASVerhältnisDESanfänglichenKontaktdruckes und明镜Kontaktdruck顶尖1.56,是bedeutet,贝Hochtemperaturumgebung,DERendgültigeKontaktdruck AUF DERDichtflächewird嗯快EIN Drittel sinken。Basierend奥夫巢穴Sicherheitsfaktor Gleichung

n=[σ]σgp">ñ=[p]pGPN = [P]σgp
(14)

n是安全系数[σ]">[p][p]是设计的接触压力吗乐动app下载安装σgp">pGPσgp是打算密封气体压力安全系数n必须大于2献给死Sicherheitsbetrachtung。

Fazit

  1. 模具Entspannung DES Kontaktdruckes河畔DichtflächeDER高级-Verbindung IST DER Hauptgrund献给巢穴Gasaustritt AUS DEMGehäuse贝霍恩Temperatur肠道Erdgas-。

  2. 贝霍恩Temperaturen,Kriechen拉伸试验wurde verwendet,嗯DAS viskoelastische Verhalten DESGehäusematerialsP110T祖studieren。达斯mechanische Verhalten DESGehäusematerialsIST鲜明temperaturabhängig。济HOHER死Temperatur北京时间地区信息,desto schneller wird死Kriechgeschwindigkeit IST。

  3. 用这种方法对一个女人进行试验,用这种方法对她的材料进行试验,然后用这种方法对她的参数进行试验。模具的热流变学适用于温度为120℃或300℃的人,并适用于材料的温度。

  4. 艾因viskoelastisches FE-莫代尔献给DAS材料P110T wurde festgestellt ,, UND死Simulationsergebnisse passen肠道MIT书房experimentellen回到名单Daten。

  5. 达斯FE-潜行einerDichtfläche在书房特优Verbindungen wurde在ABAQUS gebaut,UND dessen KONTAKT Druckrelaxation wurde untersucht。ES wird empfohlen,DASS死Gestaltung Kontaktdruck奥夫DERDichtfläche佩所以维耶尔魏某模具Absicht,Gasdichtungsdruck贝霍恩Temperatur Erdgasquellen盛sollte。

Umgang麻省理工学院编辑:米哈尔Kuciej

ErklärungDER widerstreitenden Interessen
潜在的力量会使人对自己的作品感兴趣。

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Kommentare信德geschlossen。