Прогнозування довговічності елементів бурильної колони індикаторами втоми

Abstract

У роботі дістала подальший розвиток оцінка закономірностей контактної взаємодії пари індикатор-ніпель різьбового з’єднання, що дозволило встановити умови стабілізації номінальних напружень в індикаторі на рівні напружень у небезпечному перерізі замкового різьбового з’єднання. Розроблена тривимірна комп’ютерна модель з’єднання, використання якої забезпечує моделювання впливу конструктивних особливостей індикаторів на їх напружено-деформований стан залежно від умов згвинчування та навантажування замкових різьбових з’єднань. Запропонована удосконалена конструкція індикаторів втоми для замкових різьбових з’єднань обважнених бурильних труб діаметром 146, 178, 203 мм. Встановлено закономірності впливу рівня асиметрії діючого навантаження на процес накопичення втомних пошкоджень індикаторів, що дозволило обгрунтувати методику проведення втомних випробувань у стендових умовах без замкового різьбового з’єднання, розробити для цого відповідне обладнання та визначити їх втомні характеристики. Розроблена методика пришвидшеної оцінки навантаженості різьбових з’єднань обважнених бурильних труб у промислових умовах та прогнозування їх довговічності за допомогою індикаторів втоми, що забезпечило підвищення оперативності контролю ступеня їх втомного пошкодження.

The estimation of regularity for contact interaction between the indicator and connecting pipe of the screw joint has been developed further and it allowed us to set the conditions for stabilizing rated voltage inside the indicator at the voltage level in the dangerous section of the screw joint. The three-dimension model of the joint has been worked out and its using provides modelling impact of indicators designed features on the mode of deformation depending on tightening and screw joints load. The improved design of fatigue indicators for screw joints of drill pipes 146, 178, 203 mm in diameter has been offered. The regularity of influence for skewness rate of the current load on the process of accumulating damaged fatigue indicators, which allowed proving procedure of fatigue tests during development testing without a screw joint and certain equipment for the purpose has been developed and fatigue characteristics have been determined as well. The procedure of rapid estimation for screw joints load of heavy-weigh drill pipes under the industrial conditions has been worked out and prediction of their durability by means of fatigue indicators has ensured increasing efficiency of monitoring the rate of their fatigue damage.