การประยุกต์ใช้ท่อท่อในบ่อก๊าซที่อุณหภูมิสูง-ผู้ผลิตท่อเหล็ก要求,ท่อก๊าซธรรมชาติและท่อ,ท่อเหล็กไร้รอยต่อ,油井,

คุณสมบัติของสังกะสีท่อเหล็กเชื่อม

มกราคม4，2019

ความต้านทานการกัดกร่อนของAPI 5Lทางท่อเหล็กเคลือบป้องกัน

มกราคม7，2019

การประยุกต์ใช้ท่อท่อในบ่อก๊าซที่อุณหภูมิสูง

เผยแพร่โดยการจัดการ ที่มกราคม4，2019

หมวดหมู่

แท็ก

ในปีที่ผ่านมา，ที่มีจำนวนลดลงของน้ำมันและก๊าซใช้ประโยชน์ได้อย่างง่ายดายหลุม，มันได้กลายเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับบ่อน้ำมันและก๊าซไปลึกทั้งใต้ดินและใต้น้ำ。และ，ท่อและปลอกสายที่อาจจะสูงกว่าอุณหภูมิและความดันที่สูงขึ้นในหลุมเหล่านี้，ซึ่งอาจจะทำให้เกิดความล้มเหลวของท่อหรือการรั่วไหลของก๊าซในแรงดันสูง/อุณหภูมิสูง（HPHT）หลุม。ด้วยเหตุนี้，ความสนใจมากขึ้นได้รับการจ่ายเงินให้กับ井筒ซื่อสัตย์ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซในyears.1,2ที่ผ่านมาปัจจัยสำคัญของความซื่อสัตย์井筒เป็นท่อเชื่อมต่อสตริง，ซึ่งคาดว่าจะให้ทั้งความสมบูรณ์ของโครงสร้างและการรั่วไหลภายใต้สภาพแวดล้อมที่รุนแรง。ในฐานะที่เป็นเงื่อนไขในการโหลดที่เกี่ยวข้องกับลึก，อุณหภูมิและความดันหลุมก๊าซที่สูงขึ้น，ผู้ประกอบการหลายคนเปลี่ยนจากการใช้มาตรฐานสถาบันปิโตรเลียมอเมริกัน（API）การเชื่อมต่อกับการเชื่อมต่อพรีเมี่ยม。รูป1แสดงให้เห็นถึงการเชื่อมต่อท่อของพรีเมี่ยมและกลไกการปิดผนึกก๊าซ。พื้นผิวปิดผนึกจะเรียกว่าซีลโลหะกับโลห,ะที่ให้ความดันติดต่อผ่านพอดีรบกวน。อะไรที่มากกว่า,ความดันที่ติดต่อบนพื้นผิวปิดผนึกที่สูงกว่าความดันก๊าซดี,และการเชื่อมต่อท่อสามารถป้องกันการรั่วไหลของ效率。3、4ก๊าซ

รูป1。กลไกการปิดผนึกก๊าซของการเชื่อมต่อพรีเมี่ยม。

ในปีที่ผ่านมา，การเชื่อมต่อการปิดผนึกก๊าซล้มเหลวในบางอุณหภูมิที่สูงบ่อก๊าซ，แม้ว่าความดันออกแบบติดต่อบนพื้นผิวปิดผนึกสูงกว่าความดันก๊าซ。ในภาคใต้ของจีนทะเล,อุณหภูมิในบ่อก๊าซบางสอบสวนที่สามารถเข้าถึงได้ถึง240°C.5ดีการออกแบบการเชื่อมต่อพรีเมี่ยมสามารถแบกก๊าซแรงดันสูงในหลุมในระยะแรก。อย่างไรก็ตาม,ปัญหาการรั่วไหลของก๊าซสามารถตรวจพบได้หลังจาก2ปีของการผลิตก๊าซในบ่อบาง,ซึ่งอยู่ไกลน้อยกว่าอายุการใช้งานที่คาดหวังของบ่อก๊าซ。ในอุณหภูมิที่สู,งพื้นผิวการปิดผนึกของการเชื่อมต่อท่อจะได้สัมผัสกับความเครียดคืบ,ซึ่งจะนำไปสู่การลดลงของแรงกดสัมผัสพื้นผิวปิดผนึกฯ。เมื่อความดันติดต่อที่ต่ำกว่าความดันก๊าซดี,ก๊าซจะรั่วไหลจากการเชื่อมต่อท่อ,ซึ่งจะช่วยลดอายุการใช้งานของก๊าซได้ดี。,นอกจากนี้มันจะทำให้ความดันก๊าซท่อยั่งยืน,การล่มสลายปลอก,หรือละทิ้งดี,ก่อให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจมาก。,ดังนั้นมันเป็นสิ่งสำคัญที่จะศึกษา粘弹性ของวัสดุที่เชื่อมต่อท่อและหาการผ่อนคลายของแรงกดสัมผัสบนพื้นผิวการปิดผนึก,ซึ่งอาจจะเป็นประโยชน์สำหรับการสำรวจและการพัฒนาของบ่อก๊าซที่อุณหภูมิสูง。

การศึกษาวิจัยเกี่ยวกับการเชื่อมต่อท่อได้รับการมุ่งเน้นในการออกแบบและความปลอดภัยของการประเมินโครงสร้างการเชื่อมต่อการตั้งกระทู้ในปีที่ผ่านมา。วิธีการวิเคราะห์，6,7-องค์ประกอบจำกัด（FE）วิธี，8,9-และmethod10,11ทดลองนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในงานวิจัย。นักวิจัยบางคนได้รับการตรวจสอบกลไกการปิดผนึกของการเชื่อมต่อพรีเมี่ยม，12,13และนักวิจัยบางคนได้รับการพัฒนาเชื่อมต่อพรีเมี่ยมที่มีประสิทธิภาพสูงในอุณหภูมิสูง/แรงดันสูง（HTHP）well.14,15Howeverก๊าซ，เหล่านี้งานวิจัยที่จะดำเนินการทั้งหมดที่อยู่ในความมั่นคงของรัฐ，ไม่ได้พิจารณาจากเวลาที่มีการเปลี่ยนแปลง。และ，กลไกการปิดผนึกของการเชื่อมต่อพรีเมี่ยมในบ่อก๊าซที่อุณหภูมิสูงยังไม่ได้รับการตรวจสอบอย่างสมบูรณ์，โดยเฉพาะอย่างยิ่งพฤติกรรมหนืดของวัสดุท่อ。

ในบทความนี้，การทดสอบการคืบของวัสดุท่อได้ดำเนินการภายใต้ความเครียดความตึงเครียดเหมือนกันแต่อุณหภูมิที่แตกต่าง。แล้วก็，พฤติกรรมหนืดของวัสดุตัวเครื่องมีการศึกษา。นอกจากนี้，WLF（วิลเลียม-Landel-เฟอร์รี่）สมการสำหรับวัสดุตัวเครื่องมีมา。ในที่สุด，รูปแบบFEจะใช้ในการศึกษาการผ่อนคลายของแรงกดสัมผัสพื้นผิวการปิดผนึกของการเชื่อมต่อท่อ，ซึ่งสามารถทำนายอายุการใช้งานในบ่อก๊าซที่อุณหภูมิสูง。

การทดสอบวัสดุทดลอง

อุปกรณ์การทดลองและวิธีการ

ตามมาตรฐานISO 204：2009，วัสดุโลหะทดสอบการคืบแกนเดียวในวิธีการของความตึงเครียดของการทดสอบ，การทดลองคืบจะดำเนินการภายใต้อุณหภูมิสูงที่แตกต่างกันในการประมาณการวัสดุผ่อนคลายคุณสมบัติทางกลตามทฤษฎีของ粘弹性0.16ดังแสดงในรูป2,อุปกรณ์คืบทดลองประกอบด้วยเตาอบ,เซ็นเซอร์อุณหภูมิ,先生กระจัด,การทดสอบแรงดันไฟฟ้า,และชิ้นงาน。หลักการการทดสอบจะแสดงในรูป2（ข）。ด้านล่างของชิ้นงานได้รับการแก้ไข，และด้านบนมีการโหลด。อุณหภูมิการทดลองจะถูกควบคุมโดยเตาอบและอุณหภูมิเซ็นเซอร์。ในขณะเดียวกัน，ความเครียดคืบจะถูกบันทึกไว้โดยเซนเซอร์。วัสดุชิ้นปลอกเป็นP110Tและองค์ประกอบทางเคมีของมันจะถูกแสดงในตาราง1.ในฐานะที่เป็นโลหะการทดสอบการคืบจะใช้เวลานาน，ชุดของการทดสอบไฟฟ้าแรงคงที่จะดำเนินการที่120℃，200℃C，และ300℃，ตามลำดับ。

รูป2.（一个）อุปกรณ์การทดลองและการคืบ（ข）หลักการทดลอง。

ผลการทดลอง

ตาราง2แสดงให้เห็นถึงการคืบเงื่อนไขการทดลอง，ซึ่งรวมถึงภาระความตึงเครียดอย่างต่อเนื่องของ680兆帕，สามอุณหภูมิที่แตกต่างกัน，และใช้เวลานานในการทดลอง。นอกจากนี้，ความเครียดแรงดึงโหลดอยู่ภายใต้ขีดจำกัดของความยืดหยุ่นของวัสดุP110T。ในการทดสอบ＃1，ชิ้นงานที่ถูกหักหลังจาก570ชั่วโมงการทดสอบภายใต้300℃，ดังแสดงในรูป3。มันแสดงให้เห็นว่าการแตกหักของชิ้นงานเป็นของปรากฏการณ์กอดคอ。อย่างไรก็ตาม，ที่อุณหภูมิต่ำและหลัง630ชั่วโมงของการทดสอบการคืบ，ชิ้นงานไม่แตกหัก。มันพิสูจน์ให้เห็นว่าพฤติกรรมการคืบวัสดุที่300℃เป็นที่ชัดเจนมากขึ้นกว่าที่อุณหภูมิต่ำ。ผลการทดสอบการคืบจะแสดงในรูป4。โค้งเครียดเวลาที่300℃ประกอบด้วยทั้งสามขั้นตอนคืบ：ประถม，รอง，และอุดมศึกษา。และ，อัตราความเครียดมีการกำหนดเป็นอัตราส่วนของความเครียดเวลา。ในขั้นตอนหลัก，อัตราความเครียดที่ค่อนข้างสูง，แต่ช้ามีเวลา。แล้วก็，อัตราความเครียดในที่สุดก็ถึงค่าต่ำสุดและจะกลายเป็นค่าคงที่ระยะที่สอง，เป็นเส้นโค้งความเครียดเวลาให้เป็นเส้นตรงในขั้นตอนนี้。ในที่สุด，ในขั้นตอนการศึกษาระดับอุดมศึกษา，อัตราความเครียดชี้แจงเพิ่มขึ้นกับเวลาจนกระดูกหักชิ้นงาน，ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากปรากฏการณ์กอดคอในชิ้นงาน。อย่างไรก็ตาม，สำหรับตัวอย่างที่120℃และ200℃ทดลองคืบ，มีเพียงสองขั้นตอนในช่วง630ชั่วโมงการทดสอบ：ขั้นตอนหลักและระยะที่สอง。

รูป4。ผลการทดสอบการคืบภายใต้อุณหภูมิที่แตกต่างกัน。

รูปแบบที่เป็นส่วนประกอบ粘弹性

ในบทความนี้，วัสดุตัวเครื่องมีการคัดเลือกให้เป็นหนืดเชิงเส้น。ความสัมพันธ์ที่เป็นส่วนประกอบสามารถแสดงออกโดยหลักการ粘弹性ซ้อนเชิงเส้นและการใช้งานของการพักผ่อนและfunction.17,18คืบโมดูลัสเริ่มต้นจากรุ่นแมกซ์เวลทั่วไปและการเพิ่มระยะฤดูใบไม้ผลิอีกหนึ่งนำไปสู่รูปแบบที่เรียกว่ารูปแบบ维谢尔，ตามรูป5。โดยใช้รูปแบบ维谢尔，คืบและผ่อนคลายของวัสดุ粘弹性อาจจะอธิบายได้ดี，และรูปแบบนี้อาจจะแทนด้วยฟังก์ชั่นการผ่อนคลายโมดูลัสอี（เสื้อ）เป็นดังนี้

E (t) = E \infty + \sum i = 1 n E i exp (- t τ i) "> อี (เสื้อ) = อี \infty + Σ ผม = 1 n อี ผม ประสบการณ์ (- เสื้อ เสื้อ ผม) อี（เสื้อ）=E\infty+ΣI= 1nEiexp（-tτi）

(1)

ที่ $τ i "> เสื้อ ผม τi$ เป็นเวลาที่ผ่อนคลาย， $E i "> อี ผม ไม่$ เป็นโมดูลัสการผ่อนคลาย， $E \infty "> อี \infty E\infty$ เป็นโมดูลัสสมดุล，และÑคือจำนวนของข้อตกลงชุด普罗尼。สมการ（1）แสดงให้เห็นถึงผลรวมของชุดของคำชี้แจงและอาจถูกตีความว่าเป็นรูปแบบองค์ประกอบกล，ยังเป็นที่รู้จัก普罗尼ชุด。

รูป5.โหมดวัสดุ维谢尔。

โปรดทราบว่า，จากสม（1），ถ้าt = 0的

E (0) = E 0 = E \infty + \sum E i "> อี (0) = อี 0 = อี \infty + Σ อี ผม อี（0）= E0 + =E\inftyΣEi

(2)

ที่เป็นโมดูลัสE0ผ่อนคลายทันที。และ，สมการ（1）สามารถเขียนใหม่ดังนี้

E (t) = E \infty + \sum i = 1 n m i E 0 exp (- t τ i) "> อี (เสื้อ) = อี \infty + Σ ผม = 1 n ม ผม อี 0 ประสบการณ์ (- เสื้อ เสื้อ ผม) (อีเสื้อ)= E\infty+Σi = 1 nmie0exp (-tτi)

(3)

ที่ $m i = E i / E 0 "> ม ผม = อี ผม / อี 0 ไมล์= Ei / E0$ ถูกกำหนดให้เป็นพารามิเตอร์ชุด的Prony。

ลักษณะวัสดุP110T

ในฐานะที่เป็นสำหรับการทดสอบคืบ，โหลดแอปพลิเคตึงเครียดเป็นค่าคงที่，และโมดูลัสการผ่อนคลายสามารถแสดงด้วยอีกรูปแบบหนึ่ง

E (t) = σ [ε] "> อี (เสื้อ) = พี (อี] อี（เสื้อ）P = [อี]

（4）

ที่ $σ "> พี พี$ โหลดแอปพลิเคตึงเครียด; $[ε] "> (อี] [อี]$ เป็นเมทริกซ์สำหรับการทดสอบความเครียดคืบ, $[ε 1, ε 2, ε 3, \dots] "> (อี 1, อี 2, อี 3., \dots] [E1，E2，E3 ...]$ ，ที่สอดคล้องกับเวลาการทดลองเมทริกซ์ $[t] "> (เสื้อ] (เสื้อ]$ หรือ $[t 1, t 2, t 3, \dots] "> (เสื้อ 1, เสื้อ 2, เสื้อ 3., \dots] [T1, T2, T3，\dots]$ 。ดังนั้นการผ่อนคลายโมดูลัสอี（เสื้อ）ในรูปแบบเมทริกซ์คือ

E (t) = E 0 + \sum i = 1 n m i E 0 [1 - exp ([t] τ i)] "> อี (เสื้อ) = อี 0 + Σ ผม = 1 n ม ผม อี 0 (1 - ประสบการณ์ ((เสื้อ] เสื้อ ผม)] อี（เสื้อ）= E0 +ΣI= 1nmiE0 [1-EXP（[เสื้อ]τi）]

（5）

สมการรวม（4）กับสมการ（5），ความสัมพันธ์ระหว่างเวลาและความเครียดที่จะจัดตั้งขึ้น，ดังแสดงในสมการ（6）

\sum i = 1 n m i E 0 [1 - exp (- [t] τ i)] = E 0 - σ [ε] "> Σ ผม = 1 n ม ผม อี 0 (1 - ประสบการณ์ (- (เสื้อ] เสื้อ ผม)] = อี 0 - พี (อี] ΣI= 1nmiE0 [1-EXP（ - [เสื้อ]τi）] = E0-P [อี]

（6）

โดยการแก้สมการ(6)โดยวิธีการของสมการเมทริกซ์เชิงเส้นและเมทริกซ์แทนเวลา $[t] "> (เสื้อ] (เสื้อ]$ และเมทริกซ์ความเครียด $[ε] "> (อี] [อี]$ โดยใช้ข้อมูลจากการทดลองคืบ，พารามิเตอร์ชุด普罗尼ไมล์สามารถรับได้。

ในฐานะที่เป็นความซับซ้อนคอมพิวเตอร์ของฟังก์ชั่นชุด普龙尼,ซอฟแวร์MATLABถูกนำไปใช้ในการหาพารามิเตอร์ชุด普龙尼。200°Cสำหรับอุณหภูมิสิ่งแวดล้อม,ชุดพารามิเตอร์普龙尼ของวัสดุP110Tตัวเครื่องมีการระบุไว้ในตาราง3และสมการผ่อนคลายโมดูลัสที่สามารถรับได้ดังต่อไปนี้

E (t) = 79, 827 + 61, 991 [1 - e - t 10] + 7367 [1 - e - t 100] + 49, 615 [1 - e - t 1000] "> อี (เสื้อ) = 79, 827 + 61, 991 (1 - e - เสื้อ 10] + 7367 (1 - e - เสื้อ 100] + 49, 615 (1 - e - เสื้อ 1000] (อีเสื้อ)= 79827 + 61991 (1-e-T10) + 7367 (1-E-T100) + 49615 (1-E-T1000)

ตามทฤษฎีกฎหมายฮุค,ความเครียดคืบคืออัตราส่วนของความเครียดความตึงเครียดอย่างต่อเนื่องเพื่อการพักผ่อนที่โมดูลัสอี(เสื้อ)。,นอกจากนี้เส้นโค้งความสัมพันธ์ระหว่างความเครียดคืบเมื่อเทียบกับเวลาในการวางแผนรูป6。เมื่อเทียบกับเส้นโค้งความเครียดเวลาในการทดสอบผลที่200°C,ดังแสดงในรูป6，普罗尼ชุดรูปแบบโค้งพอดีกับข้อมูลการทดลองคืบ，ซึ่งการตรวจสอบรูปแบบที่เป็นส่วนประกอบของวัสดุP110T。ดังนั้น，ชุดสม普罗尼ของP110Tวัสดุท่อที่120℃และ300℃จะได้รับยังอยู่ในทางเดียวกัน，ดังแสดงในสมการ（8）และ（9），ตามลำดับ

E (t) = 125, 986 + 875 [1 - e - t] + 43, 314 [1 - e - t 12] + 2956 [1 - e - t 100] + 38, 942 [1 - e - t 1000] "> อี (เสื้อ) = 125, 986 + 875 (1 - e - เสื้อ] + 43, 314 (1 - e - เสื้อ 12] + 2956 (1 - e - เสื้อ 100] + 38, 942 (1 - e - เสื้อ 1000] อี（เสื้อ）= 125986 + 875 [1-E-T] 43314 [1-E-T12] 2956 [1-E-T100] 38942 [1-E-T1000]

（8）

E (t) = 53, 560 + 66, 362 [1 - e - t 5] + 6985 [1 - e - t 10] + 4802 [1 - e - t 200] + 30, 015 [1 - e - t 800] "> อี (เสื้อ) = 53, 560 + 66, 362 (1 - e - เสื้อ 5] + 6985 (1 - e - เสื้อ 10] + 4802 (1 - e - เสื้อ 200] + 30., 015 (1 - e - เสื้อ 800] อี（เสื้อ）= 53560 + 66362 [1-E-T5] 6985 [1-E-T10] 4802 [1-E-T200] 30015 [1-E-T800]

（9）

รูป6。คืบข้อมูลการทดลองและแรงดึง普龙尼ชุดเมื่อเทียบกับที่200°C。

พฤติกรรม热 - การไหลของวัสดุท่อ

โมดูลัสการพักผ่อนเป็นdependent.19,20อุณหภูมิที่อุณหภูมิต่ำ，อัตราการผ่อนคลายของวัสดุได้ช้ามาก，ซึ่งสามารถนำมาจำลองเป็นพฤติกรรมที่มีความยืดหยุ่น。ที่อุณหภูมิสูง，อัตราการผ่อนคลายของวัสดุจะกลายเป็นได้เร็วขึ้นมาก，ซึ่งเป็นพฤติกรรมที่มีความหนืดบริสุทธิ์。โมดูลัสการผ่อนคลาย，ที่ได้รับโดยวิธีชุด普罗尼，พล็อตในระดับเวลาเข้าสู่ระบบภายใต้สามอุณหภูมิที่แตกต่างกัน，ดังแสดงในรูป7。มันสามารถพบว่าแปลงทั้งหมดที่มีเกือบรูปร่างเหมือนกันแต่จะมีการขยับตัวเพียงตามแนวนอน。นี่คือคุณสมบัติของวัสดุท่อและพฤติกรรมที่เรียกว่าเทอร์โมไหล。ค่าเฉลี่ยของระยะทางแนวนอนระหว่างสองเส้นโค้ง,ที่ด้านบน,กลาง,และด้านล่าง,ถูกกำหนดให้เป็นปัจจัยที่เปลี่ยนแปลง, $α T "> α T αT$ ,และความสัมพันธ์ระหว่างเส้นโค้งที่สามารถอธิบายได้ด้วยสมการดังต่อไปนี้

E (log (t), T) = E (log (t) - log α T, T 1) "> อี (เข้าสู่ระบบ (เสื้อ), T) = อี (เข้าสู่ระบบ (เสื้อ) - เข้าสู่ระบบ α T, T 1) อี（เข้าสู่ระบบ（เสื้อ），T）= E（เข้าสู่ระบบ（เสื้อ）-logαT，T1）

（10）

E(ที่เสื้อ,T)เป็นโมดูลัสการพักผ่อนที่TอุณหภูมิและเวลาT。

รูป7.พฤติกรรม热 - การไหลของวัสดุP110Tปลอก。

(10)สมการสามารถเขียนใหม่ดังนี้

E (t, T) = E (t α T, T 1) "> อี (เสื้อ, T) = อี (เสื้อ α T, T 1) อี（เสื้อ，T）= E（tαT，T1）

（11）

ปัจจัยที่เปลี่ยนแปลง $α T "> α T αT$ สามารถรับได้โดยสมWLF

log α T = - C 1 (T - T 0) C 2 + (T - T 0) "> เข้าสู่ระบบ α T = - C 1 (T - T 0) C 2 + (T - T 0) logαT= -C1（T-T0）C2 +（T-T0）

（12）

ที่Ťคืออุณหภูมิที่ผ่อนคลายโมดูลัสที่มีการคำนวณ， $T 0 "> T 0 T0$ คืออุณหภูมิอ้างอิง。C1 C2และมีค่าคงที่ของสมการWLF。

บนพื้นฐานของข้อมูลการทดลองคืบและวิธีการในชุด普罗尼รูป6，และการตั้งค่า200℃อุณหภูมิอ้างอิง，ปัจจัยการเปลี่ยนแปลง，จาก200℃ถึง120℃และ200℃ถึง300℃，สามารถปรับขนาดในการวางแผน。โดยการแทนปัจจัยการเปลี่ยนแปลงในสมการWLF，คงที่C1และC2จะสามารถแก้ไขได้：C1 = 45.03และC2 = 4640ดังนั้น，สมWLFสำหรับP110Tวัสดุท่อเป็น

log α T = - 45.03 (T - 200) 4640 + (T - 200) "> เข้าสู่ระบบ α T = - 45 。 03 (T - 200) 4640 + (T - 200) logαT= -45.03（T-200）4640+（T-200）

（13）

จำลองFEและการประยุกต์ใช้

รุ่นFE

การจำลองเชิงตัวเลขของการทดสอบความตึงเครียดคืบชิ้นงานได้รับการดำเนินการโดยใช้ซอฟแวร์เชิงพาณิชย์ABAQUS有限元。พิจารณาจากวัสดุท่อP110Tโหลดคืบทดลอง，รูปแบบกลFEก่อตั้งขึ้น，ดังแสดงในรูป8。คุณสมบัติที่ยืดหยุ่น,รวมทั้งโมดูลัสยืดหยุ่นและอัตราส่วนปัวซอง,1.99×105 MPaและ0.3,ตามลำดับ,ที่กำหนดไว้ใน有限元分析。,นอกจากนี้คุณสมบัติที่มีความหนื,ดรวมทั้งเวลาการพักผ่อนและชุด普龙尼,ดังแสดงในตาราง3มีการกำหนดไว้ใน有限元分析。อะไรที่มากกว่า,เทอร์โ——มไหลง่าย(TRS)พารามิเตอร์,C1และC2,ที่ได้รับจากสมการWLF,จะรวมอยู่ในการจำลองนี้,และ*ประเภท粘ของการวิเคราะห์ถูกนำมาใช้สำหรับพฤติกรรม粘弹性。

รูป8. FEรุ่นกลที่ใช้สำหรับการจำลองการทดสอบความตึงเครียดคืบ。

การเปรียบเทียบระหว่างข้อมูลการทดลองคืบและผลการจำลองที่สามอุณหภูมิที่แตกต่างกันจะแสดงในรูป9（一个）-（C），ตามลำดับ。ที่อุณหภูมิ200องศาเซลเซียส，ผลการจำลองตรงกับข้อมูลการทดลองคืบเดียว。นี้เป็นเพราะอุณหภูมิ200℃ได้รับการกำหนดให้เป็นอุณหภูมิอ้างอิงในสม（13）。แต่สำหรับอุณหภูมิ120℃และ300℃，พฤติกรรมร้อนไหล，มีความแตกต่างเล็กๆระหว่างทดลองและผลการจำลอง，และความแตกต่างที่ใหญ่ที่สุดคือน้อยกว่า8％。เหตุผลสำหรับความแตกต่างนี้เป็นเพราะว่า，สำหรับการวิเคราะห์FE，พารามิเตอร์ร้อนไหลเข้ามาจะนำไปใช้การจำลอง，ที่ได้จากสมการWLF。ในสมการWLF，200องศาเซลเซียสจะมาเป็นอุณหภูมิอ้างอิง，ดังนั้น，ในรูป7，เส้นโค้งสีแดงจะเลื่อนไปยังตำแหน่งของเส้นโค้งเส้นโค้งสีฟ้าและสีดำ。และ，โค้งเปลี่ยนใหม่เป็นตัวแทนของพฤติกรรมความร้อนการไหลของวัสดุท่อและนำมาใช้ในการแก้สมการWLF。เพราะเส้นโค้งขยับไม่สามารถ100％ตรงกับดีกับต้นฉบับหนึ่ง，ซึ่งได้มาจากผลการทดลอง，เบี่ยงเบนอยู่ระหว่างการทดลองและการจำลอง。นอกจากนี้，เป็น200องศาเซลเซียสจะมาเป็นอุณหภูมิอ้างอิง，ผลการจำลองถูกต้องมากขึ้นกว่าคนอื่นๆ，ดังแสดงในรูป9。ดังนั้น，ผลการจำลองแสดงให้เห็นความถูกต้องของทฤษฎี粘弹性และวิธี的TRในบทความนี้。นอกจากนี้，รุ่นFEสามารถใช้ในการประเมินพฤติกรรมของ粘弹性P110Tวัสดุท่อที่สภาวะกลไกและความร้อนที่แตกต่างกัน。

รูป9。การเปรียบเทียบข้อมูลและการจำลองการทดลองผลภายใต้อุณหภูมิที่แตกต่าง:(一个)120°C(ข)200°C,และ(C) 300°C。

ติดต่อดันในพื้นผิวปิดผนึก

ขึ้นอยู่กับรูปทรงเรขาคณิตของ5.5“SL-APOXประเภทการเชื่อมต่อร่วมกัน，แกนสมมาตรรุ่นFEสำหรับพื้นผิวปิดผนึกถูกสร้างขึ้นในABAQUS，ดังแสดงในรูป10。ผนังด้านในอยู่ภายใต้ความดันก๊าซที่ใช้。เส้นสีแดงในรูปหมายถึงพื้นผิวปิดผนึก。หากความดันก๊าซที่สูงกว่าความดันติดต่อที่อยู่ในพื้นผิวปิดผนึก，การเชื่อมต่อร่วมกันจะมีแนวโน้มที่จะรั่วไหล。

รูป10.รูปแบบองค์ประกอบจำกัดของพื้นผิวปิดผนึกจากการเชื่อมต่อร่วมSL-APOX。

ในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูง，ความดันที่ติดต่อบนพื้นผิวปิดผนึกจะลดลงด้วยเวลาเนื่องจากการ粘弹性วัสดุ。ความดันก๊าซบนผนังด้านในมีการตั้งค่าถึง75เมกะปาสคาล。ผลการจำลองของการผ่อนคลายแรงกดสัมผัสเฉลี่ยบนพื้นผิวการปิดผนึกเมื่อเทียบกับเวลาที่จะแสดงในรูป11。ผลการจำลองแสดงให้เห็นว่าเริ่มต้นแรงกดสัมผัสโดยเฉลี่ยอยู่ที่116เมกะปาสคาลที่160℃และ230℃แล้วก็，ความดันติดต่อเฉลี่ยลดลงตามเวลา。ความดันติดต่อเฉลี่ยลดลงถึง76เมกะปาสคาล。นอกจากนี้，อัตราการลดลงของความดันที่230องศาเซลเซียสจะเร็วกว่าหนึ่งที่160องศาเซลเซียสสภาพแวดล้อม。มันแสดงให้เห็นว่าภายใน4000ชั่วโมง（166วัน），แรงกดสัมผัสลดลงถึง76เมกะปาสคาลที่230℃อย่างไรก็ตาม，ในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิต่ำ，มันจะใช้เวลา9000ชั่วโมง（375วัน）จะลดลงถึง76เมกะปาสคาล。

รูป11.ผ่อนคลายความกดดันติดต่อบนพื้นผิวปิดผนึกที่แตกต่างกันไปตามกาลเวลา。

ตามผลการจำลอง，อัตราส่วนของความดันการติดต่อครั้งแรกและแรงกดสัมผัสยอดคือ1.56，ซึ่งหมายความว่า，ในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูง，ความดันติดต่อสุดท้ายบนพื้นผิวการปิดผนึกที่จะลดลงเกือบหนึ่งในสาม。ตามสมปัจจัยด้านความปลอดภัย

n = [σ] σ gp "> n = (พี] พี GP N = [พี]σgp

（14）

ที่ñคือปัจจัยด้านความปลอดภัย， $[σ] "> (พี] [พี]$ คือแรงดันการออกแบบการติดต่อ, $σ gp "> พี GP σgp$ คือตั้งใจดันก๊าซปิดผนึก。ปัจจัยที่มีความปลอดภัยÑต้องมากกว่า2เพื่อประกอบการพิจารณาความปลอดภัย。

ข้อสรุป

การผ่อนคลายของความดันติดต่อที่อยู่ในพื้นผิวการปิดผนึกของการเชื่อมต่อพรีเมี่ยมเป็นสาเหตุหลักของการรั่วไหลของก๊าซจากท่อที่อุณหภูมิสูงก๊าซธรรมชาติดี。
ที่อุณหภูมิสู,งการทดสอบความตึงเครียดคืบถูกจ้างมาเพื่อศึกษาพฤติกรรมการ粘弹性ของP110Tวัสดุท่อ。พฤติกรรมทางกลของวัสดุท่อเป็นอย่างยิ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ。สภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงขึ้น,ได้เร็วขึ้นอัตราคืบคือ。
รูปแบบที่เป็นส่วนประกอบสำหรับP110Tวัสดุท่อได้มาผ่านข้อมูลการทดลองคืบ，และพารามิเตอร์ชุด普罗尼ที่คำนวณได้。พฤติกรรมร้อนไหลนอกจากนี้ยังได้รับการตรวจสอบ，และปัจจัยการเปลี่ยนแปลงของวัสดุที่อุณหภูมิระหว่างด้านสิ่งแวดล้อมของ120℃ถึง300℃จะได้รับ。
粘弹性รุ่นFEสำหรับP110Tวัสดุที่ก่อตั้งขึ้น，และผลการจำลองพอดีกับข้อมูลการทดลอง。
รุ่นFEของพื้นผิวปิดผนึกในการเชื่อมต่อพรีเมี่ยมที่ถูกสร้างขึ้นในABAQUS，และผ่อนคลายแรงกดสัมผัสถูกสอบสวน。ก็จะแนะนำว่าความดันออกแบบติดต่อบนพื้นผิวปิดผนึกที่ควรจะเป็นมากเป็นสองเท่าตั้งใจดันปิดผนึกก๊าซที่อุณหภูมิสูงบ่อก๊าซธรรมชาติ。

แก้ไขการจัดการ:คาลKuciej

ประกาศของผลประโยชน์ที่ขัดแย้งกัน
ผู้เขียน（S）ประกาศไม่มีความขัดแย้งทางผลประโยชน์ที่เกี่ยวกับการวิจัย，การประพันธ์，และ/หรือการตีพิมพ์บทความนี้。

อ้างอิง

Teodoriu说道，C，Kosinowski，C，阿马尼，M.ความซื่อสัตย์และความล้มเหลว井筒ซีเมนต์ที่สภาวะHPHT。诠释J主机申请วิทย์2013;2：1-13。

พอลCernocky，อี，Valigura，GA，Scholibo，เอฟซี。วิธีการมาตรฐานในการวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัดของการเชื่อมต่อปลอกท่อเพื่อสร้างประสิทธิภาพการปิดผนึกญาติเป็นหน้าที่ของการออกแบบรูปทรงเรขาคณิต，ความคลาดเคลื่อนเครื่องจักรกล，และโหลดนำไปใช้。在：Idelsohn，S，奥尼亚特，อี，德沃尔金，อี（สหพันธ์）กลศาสตร์การคำนวณ。บาร์เซโลนา：CIMNE，1988，pp.1-19。

องค์，กรัม，尼扎姆拉马，男，อาหมัด，ชม。การประเมินผลการปฏิบัติงานความเมื่อยล้าในการเชื่อมต่อพรีเมี่ยมกึ่งสำหรับการประยุกต์ใช้การขุดเจาะท่อเพื่อป้องกันความล้มเหลวของการเชื่อมต่อความเมื่อยล้า。在：การประชุมวิชาการดเทคโนโลยีฝั่งเอเชีย，กัวลาลัมเปอร์，ประเทศมาเลเซีย，22-25มีนาคม2016年，HTTPS：//www.onepetro.org/conference-paper/OTC-26807-MS

Sugino M,ยามากูชิ,年代,Ugai,美国VAM 21日พรีเมี่ยมที่มีประสิทธิภาพสูงนวัตกรรมเธรดการเชื่อมต่อสำหรับOCTG。นิปปอนสตีล&住友โลหะไม่มีรายงานทางเทคนิค。107年,กุมภาพันธ์2015年pp.10-17,HTTP:/ /www.nssmc.com/en/tech/report/nssmc/pdf/107 - 03. - pdf

高野，เจ，ยามากูชิ，男，国茂，ชม。การพัฒนาของการเชื่อมต่อพรีเมี่ยม“KSBEAR”สำหรับการอดทนต่อการบีบอัดสูง，ความดันภายนอกสูง，และตัดดัด。คาวาซากิเหล็กไม่มีรายงานทางเทคนิค。47，2002年，HTTP：//www.jfe-steel.co.jp/archives/en/ksc_giho/no.47/e47-014-022.pdf

,คิมเจ,ที่กำบัง,HS,คิม,n .ความมุ่งมั่นของโมดูลเฉือนและเป็นกลุ่มของของแข็ง粘弹性จากการทดสอบการคืบตึงเครียดทางอ้อม。J Eng Mech 2010;136:1067 - 1075。3.

洛佩斯，เจ，อัลแบร์โต，C，โทมัส，เจ。粘弹性ลักษณะผ่อนคลายโมดูลัสโดยใช้ชุด普罗尼。เขต牛Jของแข็ง海虹之彩2015;12：420-445。

จอด，SW，Schapery，RA。วิธีการ互ระหว่างฟังก์ชั่นวัสดุเชิงเส้น粘弹性的。部分I-วิธีการคำนวณบนพื้นฐานของ的Pronyชุด。诠释Jของแข็งโครงสร้าง1999;26：1653年至1675年。

Ananthsynm，B.การสร้างแบบจำลอง期计算ของแม่พิมพ์ความแม่นยำของเลนส์แก้วย่อม。วิทยานิพนธ์ทั้งหมด326，2008年，HTTP:/ /tigerprints.clemson.edu/all_dissertations/326