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1、抽油桿疲勞試驗研究①。①曰武①②徐永君張傳緒趙清清劉余俊波,,①中國科學院力學研究所北京②大慶油田第九采油廠大慶、,、運行可,摘共游梁式抽油系統(tǒng)主要包括抽油機抽油泵及連接兩部分的抽油桿結(jié)構(gòu)簡單靠得。、,,到了普遍使用疲勞斷裂偏磨是主要破壞形式嚴重時影響油井正常生產(chǎn)給油田帶來較大的經(jīng)濟,對,損失本文針對普通級抽油桿進行了一系列三點彎曲疲勞實驗研究實驗結(jié)果進行了統(tǒng)計分析,得到了相應的統(tǒng)計規(guī)律為進一步進行現(xiàn)場抽油桿本體的剩余壽命評估并指導油井的維護維修等莫定了實驗和理論基礎關銳詞抽油桿疲勞三點彎曲一曲線引言,,抽油桿是游梁式抽油系統(tǒng)的主要關鍵部件之一疲勞
2、斷裂是抽油桿的主要破壞形式它的安全服役壽命直接影響著油井的產(chǎn)能及修井作業(yè)的費用和工作量文獻通過對抽油桿斷口的宏徽,,口形,觀形貌特征顯微組織等進行了分析斷貌呈疲勞斷裂特征存在冶金缺陷及強度偏低等是。,造成抽油桿發(fā)生早期疲勞斷裂的主要原因?qū)Τ橛蜅U疲勞斷裂研究主要集中在兩個方面一是從,。無初始缺陷開始到破壞進行疲勞實驗研究統(tǒng)計分析得到召曲線后進行壽命評估研究文獻,,一對級的目標壽命進行了估算文獻對級的目標壽命進行了估算由于為了模擬完整,口的相互影響,抽油桿在試驗研究過程試件中間采用焊接加之桿體及接箍絲試驗結(jié)果分散性比,。較大可能會對壽命評估結(jié)果有影響文
3、獻將不同使用年限不同部位的抽油桿加工成標準拉伸,,。,試件應用疲勞強度理輪和累積損傷理論由靜特性推測疲勞特性另一方面文獻刀從初始,,裂紋開始利用公式進行擴展壽命研究這種研究方法只考慮了產(chǎn)生裂紋后的壽命情況可能與實。,際情況有一定差別本文對級抽油桿本體進行了三點彎曲疲勞實驗研究利用文獻給。出的疲勞統(tǒng)計方法對實驗數(shù)據(jù)進行了分析試驗簡介實驗。目的確定抽油桿一曲線實驗方式如圖所示四點彎曲或三點彎曲實驗。試件來源為大慶油。實驗試件加抽油桿長田第九采油廠,,,實驗數(shù)量組不同應力水平和幅值應勞試驗第一組個試件第六組個試件其余每。組試件個數(shù)個實驗方案采用國際通用的
4、或‘為無限壽命概念,但考慮抽油桿在隨機載荷作用下,,,,其抗隨機疲勞的行為不同與常幅的靜疲勞疲勞壽命是有限的不是無限的隨機載荷下的損傷,其有限壽命,的大小與損傷速率有關系在低于疲勞極限的情況下同樣過程是不可逆的耗散過程,。,,‘以作為試驗調(diào)整依據(jù)試驗中由于造成疲勞損傷破壞所以擬以為無限壽命概念,,。加載方式是非對稱循環(huán)的為得到基本一曲線對每組應力進行以對朗公式轉(zhuǎn)換表給結(jié)構(gòu)強度研究出。了每組加載轉(zhuǎn)換為應力加載情況圖三點彎曲示意圖表應力加載情況組號桿直徑應力均值田應力幅值于實驗結(jié)。果表給出了每組應力水平下的疲勞試驗結(jié)果表疲勞試驗結(jié)果憚位一二三四五六犯試
5、驗數(shù)據(jù)分析,,采用規(guī)范】中給出的統(tǒng)計分析方法疲勞壽命很好地服從正態(tài)分布通過分析得到第一組試,。、、件和第二組試件對應的兩個點為壞點該兩點數(shù)據(jù)應舍棄對應的疲勞壽命的均值方差、。,期望值標準差列于表表給出了各組概率所對應擬合直線各參數(shù)級抽油桿本體的一曲線見。圖裹統(tǒng)計分析今數(shù)值組號均值戶方差廳期望值產(chǎn)標準差口結(jié)構(gòu)強度研究裹的概率所對應各擬合紐今數(shù)組號截距斜率中值對數(shù)壽命對數(shù)應力一喇刃一·腸·,‘卯·洛牙蔥的︸食,‘單補仗州一圖級抽油桿本體曲線直線方程乙二一夠結(jié)論從統(tǒng)計結(jié)果和一曲線可以得出如下結(jié)論抽油桿本體的疲勞實驗結(jié)果滿足正態(tài)分布統(tǒng)計規(guī)律一曲線擬合直線的
6、線性度比較好。一本文統(tǒng)計得到的曲線可以作為抽油桿本體壽命評估的基礎參考文獻王文青等抽油桿斷裂分析理化檢驗一物理分冊,,,,助體,、,,一胡雨人抽油桿疲勞斷裂研究一壽命預估石油學報,李華屏用曲線改進抽油桿的疲勞壽命檢側(cè)和評定‘石油礦場機械,,,,一,,,,,·黃東升陳國明方華燦抽油桿可靠性的實驗研究石油大學學報自然科學藺,卿,,,,,以巧,卜李其劉殿魁李曉秋在用抽油桿服役期限的確定方法東北林業(yè)大學學報,張,,,,,效羽宋瑜用此公式處理含表面裂紋抽油桿疲勞斷裂問題的研究油田地面工程芍徐小兵,袁樣忠表面有橫,,,,·,向裂紋的抽油桿壽命估算石油機械加伍,
7、川州山一心如山堪一垃范。目拍山題囚川肥成叩和,陳傳堯疲勞與斷裂華中科技大學出版社結(jié)構(gòu)強度研究,高鎮(zhèn)同疲勞應用統(tǒng)計學國防工業(yè)出版社玩②幻氣氣毗氣氣①址拓恤山,由,‘②七,叫加呂加,月切口哪勸也均以泊初曰瑪七五】幻胃巨石吐艦加茂四沁氏場七血噸眠二“為團”比娜姆,四片妙耐儷“卜勿噸,阮舊,鄉(xiāng)妙妞翻司昭目詳”心川叮,。如陰比份佃山認污一。山,