Развитие научных основ оценки влияния нагруженности на довговичничнисть подвижных элементов скважинного о часть 6

27 Окт 2016  |  Автор:

Разделить силы контактной жидкостного сопротивления целом довольно трудно из-за их сложную природу. Поэтому были проведены экспериментальные исследования натяжения кабеля при подъеме в вертикальной скважине, для которой действием сил контактного сопротивления можно пренебречь.

Анализ полученных результатов позволил рассчитать силы гидравлического сопротивления для различных скоростей выполнения спуско-подъемных операций и различных каротажных приборов. Результаты расчетов приведены на рис. 5.

Внимание привлекает положительное влияние увеличения скорости на уменьшение силы сопротивления движению каротажных устройств и экстремальный характер силы сопротивления геофизического кабеля при скорости u = 500 м / ч. С помощью полученных результатов можно более уверенно управлять процессом проведения каротажных операций как с точки зрения производительности, так и во избежание аварийных ситуаций. Также с их помощью можно провести анализ закономерностей изменения контактных сил сопротивления с учетом скорости и зенитного угла скважины, необходимо при прогнозировании СПО при проведении каротажных операций и максимальной глубины опускания каротажного устройства скважин со сложным профилем.


Шуманет Эко

В четвертом разделе приведены результаты исследования закономерностей накопления усталостного и коррозионно-усталостного повреждения в условиях широкополосного процесса погрузки.

Следует заметить, что при сложном случайном процессе погрузки наблюдаются наибольшие расхождения между теоретическими расчетами долговечности и остаточного ресурса и экспериментальными результатами. В первую очередь, это связано с недостаточным учетом действия двух факторов. Во-первых, это влияние последовательности амплитуд циклов напряжений. Во многих случаях таким влиянием нельзя пренебрегать, например, в случае наличия в блоке погрузки высоких, так называемых пиковых напряжений, или низких напряжений, меньших предел выносливости. Во-вторых, значение относительного накопления повреждений зависит от коэффициента широкополосности e, а именно, его уменьшение, то есть увеличение широкополосности и сложности процесса погрузки, приводит к значительному уменьшению точности оценки долговечности по существующим методами суммирования повреждений. Таким образом, необходимым условием создания универсального метода суммирования усталостных повреждений при сложном широкополосном погрузке одновременное учета влияния как последовательности амплитуд циклов напряжений, так и багаточастотности процесса погрузки. По нашему мнению, на современном этапе оценить комплексное воздействие данных факторов возможно только на основе их отдельного враховування.

Поэтому для учета сложности процесса погрузки РЕСО предложен метод, основанный на раздельном враховуванни багаточастотности процесса и его сложности на отдельных частотах с помощью отдельных коэффициентов.

Суммарное повреждения определяем по предложенной формуле

(1)

где s — количество этапов схематизации;

p — количество циклов напряжений на этапе схематизации;

 — количество циклов напряжений к разрушению при воздействии цикла напряжений;

Кj1 — коэффициент, учитывающий влияние напряжений предыдущего уровня на напряжение данного (К11 = 1);

Кj2 — коэффициент, учитывающий неравномерность амплитуд во времени внутри уровня.

Если принять в первом приближении все Кj = 1, то это уравнение будет соответствовать уравнению Майнера. Поэтому основное внимание следует уделить определению Кj. Суть предлагаемых коэффициентов заключается в выделении наиболее существенных признаков реального процесса широкополосного нагрузки. Согласно разработанному методу схематизации напряжений реальный процесс погрузки моделируется циклами эквивалентных напряжений, приведенными в отдельных уровней с разной частотой.

Определение К21, К31 и т.д. можно провести согласно анализа двухчастотных процессов, где накоплен уже значительное количество информации. В общем случае для определенного материала

Кj1 = F (,).

Определение коэффициента Кj значительно облегчается при наличии информации о материале, а именно о его реакции на изменение напряжений. Целесообразно разделить все материалы по следующим признакам:

  1. Материал не реагирует на изменение напряжений в процессе погрузки и для него все Кj = 1, то есть формула Майнера справедливая во всех случаях.

  2. Материал реагирует на изменение напряжений, но общая реакция на изменение на и наоборот уравновешивается. Для такого случая, а Кj11 при.

  3. Материал реагирует на изменение нагрузки. Тогда Кj11, а Кj2 = F (D) 1 и его влияние тем больше, чем большее значение, то есть вариация процесса.

Проведенный анализ свидетельствует, что для РЕСО характерными процессами погрузки является широкополосные процессы со значительными амплитудами циклов только на низкой частоте. Для такого случая достаточно ограничиться анализом последовательности только низкочастотных амплитуд и влиянием на их повреждающее действие высокочастотной составляющей.

Для реализации разработанного метода суммирования повреждений сложным уже первый этап, на котором проводится схематизация случайных нагружаемых с приведением их к эквивалентных по повреждающим действием закономерных или блочных. На современном этапе пока нет общепринятой методики решения этой задачи. Существующие методы схематизации (экстремумов, размахов, выбросов, полных циклов, «дождя» и т.д.) дают различные распределения нагрузок.

Традиционными методами схематизации невозможно учитывать время историю погрузки и сложность самого процесса за их ориентацию на распределение величин амплитуд без определения их последовательности (метод полных циклов, «дождя») или без учета сложности процесса (метод размахов, метод экстремумов , метод выбросов).

В значительной степени поставленной цели отвечает метод, предложенный Е.К.Почтенним сначала для двухчастотного процесса, а позже развитый для многочастотного нагрузки. Поэтапное выделение максимумов процесса, предложенное в данном методе, дает возможность провести анализ процесса как с точки зрения последовательности амплитуд, так и сложности структуры, учитывается количеством выделенных этапов схематизации. Так, двухчастотный процесс описывается в 2 этапа, тричастотний — в 3 и т.д. Стоит заметить, что количество этапов не зависит от того, одинаковые амплитуды на какой частоте, или случайные, и от случайности распределения же частот процесса. Каждый следующий этап более низкочастотным предыдущего (минимум в 2 раза). Кроме этого, с помощью полученной информации можно сделать примерный частотный анализ процесса. Но предложенное в данном методе поэтапное выделение максимумов процесса не дает возможности в достаточной мере исследовать структуру процесса, особенно в случае сложного многочастотного погрузки со случайными существенно разными амплитудами. При учете только максимумов такого процесса существует возможность искажения реальной картины процесса, особенно завышение среднего напряжения цикла на наиболее низких выделенных частотах.

Наиболее существенно реальный процесс погрузки отличается от схематизированном в двух случаях.

1 (2)

В этом случае схематизация по данному методу приводит к занижению реальной сложности процесса. Учет только максимумов такого процесса не дает возможности оценить его низкочастотные составляющие, которые могут существенно влиять на долговечность деталей при таком характере случайного нагрузки.

2. (3)

В данном случае ситуация противоположна и схематизация методом Е.К.Почтенного свидетельствует о высокой сложности структуры случайного процесса. Но такой процесс характеризуется сложностью распределения последовательности амплитуд, а не самой структуры. Поэтому такой случайный процесс должен описываться одноэтапной схематизацией, а уже сама сложность распределения амплитуд во времени должна учитываться при анализе схематизированном процесса. Выделение же при схематизации такого процесса большого количества низкочастотных составляющих только усложняет данный анализ.

Поэтому для одновременного учитывать влияние как последовательности амплитуд циклов напряжений, так и багаточастотности процесса погрузки, разработан метод схематизации путем поэтапного выделения средних значений амплитуд, названный методом вложенных циклов.

Суть метода заключается в следующем. Начальным этапом схематизации есть, как и для других методов, определение экстремумов процесса. Затем, как и для метода Е.К.Почтенного, для каждого из соседних пивциклив определяется амплитуда и среднее значение. Это дает возможность определить последовательность амплитуд на первой наиболее высокой частоте процесса.

На втором этапе рассматривается процесс, при котором учитываются вычисленные ранее средние значения.

Для этого процесса определяются экстремальные значения, а другие точки процесса с дальнейшего рассмотрения отвергают.

Опять определяются, как и для первого этапа, и. Таким образом, мы получаем распределение амплитуд и их последовательность на второй, более низкой частоте.

Отзывов нет | Нам важно ваше мнение!

К сожалению, отзывы пока закрыты.