Развитие научных основ оценки влияния нагруженности на довговичничнисть подвижных элементов скважинного о часть 2, сайт

23 Апр 2016  |  Автор:

ИВАНО-Франковский национальный технический

УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА

Артым Владимир Иванович

УДК 620.178.3

Развитие научных основ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ нагруженности НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ подвижных элементов скважинного оборудования

Специальность 05.05.12 — Машины нефтяной и газовой промышленности

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Ивано-Франковск — 2008

Актуальность темы исследования.

Работа выполнена в Ивано-Франковском национальном техническом университете нефти и газа Министерства образования и науки Украины.

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Ивасив Василий Михайлович,

Ивано-Франковский национальный технический

университет нефти и газа,

директор научно-исследовательского института нефтегазовой энергетики и экологии, г... Ивано-Франковск.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Воробьев Николай Степанович,

Ивано-Франковский национальный технический

университет нефти и газа,

профессор кафедры механики машин

м. Ивано-Франковск;

доктор технических наук, профессор

Харченко Евгений Валентинович,

Национальный университет «Львовская политехника», заведующий кафедрой сопротивления материалов,

г. . Львов;

доктор технических наук, профессор

Самуся Владимир Ильич

Национальный горный университет,

заведующий кафедрой горной механики,

м. Днепропетровск.


Если Вы хотите узнать о том, кто такой Захаров, вот сайт abireg.ru

Защита состоится «3» июня 2008 в 1000 на заседании диссертационного совета Д 20.052.04 в Ивано-Франковском национальном техническом университете нефти и газа по адресу:

76019, г. . Ивано-Франковск, ул. Карпатская, 15

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Ивано-Франковского национального технического университета нефти и газа по адресу: 76019, г... Ивано-Франковск, ул. Карпатская, 15

Автореферат разослан «26» апреля 2008 p.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 20.052.04

кандидат технических наук, доцент Корнута А.В.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Обеспечение надежной работы элементов конструкций и деталей машин является сложной и многоплановой задачей. Это во многом касается оценки долговечности и остаточного ресурса. Ее можно решить только путем объединения усилий на отдельных этапах: от стадии проектирования, где закладывается надежность, через стадию изготовления, где она обеспечивается технологически, к стадии эксплуатации, где надежность должна реализоваться. Следует учитывать механизмы разрушения материалов, которые могут проявить себя во время эксплуатации, такие как, в первую очередь, усталостные процессы, часто в сочетании с коррозией. Однако, несмотря на огромное количество теоретических и экспериментальных исследований, которые проводились и проводятся во всех развитых странах, и значительный прогресс в понимании процессов разрушения, аварии, связанные с коррозионной усталостью, все еще является обычным явлением. Статистические данные свидетельствуют, что более 90% всех разрушений инженерных конструкций, встречающихся в мире, является прямым следствием усталостных и коррозионно-усталостных процессов. Поэтому вопрос прогнозирования долговечности и остаточного ресурса деталей в условиях коррозионной усталости является актуальным, особенно для ответственных деталей и элементов конструкций, разрушение которых может привести к тяжелым авариям. Это во многом касается подвижных элементов скважинного оборудования (РЕСО), в частности, бурильных колонн, геофизических кабелей, штанговых колонн, где аварии связаны со значительными материальными убытками.

Проблема оценки долговечности деталей машин неразрывно связана с проблемой оценки их нагрузки. Особенностью работы подвижных элементов скважинного оборудования является чрезвычайно сложный характер погрузки, связан, в первую очередь, с его нестационарностью и багаточастотнистю. Это значительно затрудняет оценку долговечности и остаточного ресурса РЕСО, что вызвано отсутствием эффективных, научно обоснованных методов оценки усталостного повреждения деталей машин, работающих в таких сложных условиях. Кроме этого, на сегодняшний день в мире нет общепринятых теоретических методов, которые бы давали возможность адекватно смоделировать нагрузку РЕСО. Учитывая сложность проблемы, никоим теоретическим методом невозможно учесть все важные факторы, большинство из которых имеет случайный характер. Поэтому актуальным и важным как для теории, так и практики вопросом является оценка эксплуатационной нагруженности подвижного скважинного оборудования.

Это подчеркивает актуальность решения научной проблемы, рассматриваемой в данной диссертационной работе.

Большой вклад в развитие выбранного направления внесли такие известные отечественные и зарубежные ученые как Баграмов Р.А., Вирновський А.С., Дреготеску Н.Д., Дубленич Ю.В., Замиховский Л.М. , Ибрагимов И.Х., Ивасив В.М., Карпаш О.М, Копей Б.В., Крыжановский Е.И., Крумане Б.Б., Лачинян Л.А., Малько Б.Д., Похмурский В .И., Самуся В.И., Саркисов Г.Н., Сароян О.Е., Сергеев С.Т., Харченко Е.В., Фаерман И.Л., Шахназарян Е.А. и другие.

Связь работы с научными программами, планами, темами. Диссертационная работа выполнена в рамках научного направления Национальной программы «Нефть и газ Украины до 2010 года» и «Ресурс» (постановление Кабинета Министров от 08.10.04 г... № тысяча триста тридцать одна). Отдельные разделы диссертации разрабатывались при выполнении научно-исследовательских тем:

Д-9/04-П «Разработка научных технологий продления ресурса и повышения эффективности работы нефтегазового оборудования» (Государственный регистрационный № 0104U004087)

11-102-6 «Разработка метода прогнозирования остаточного ресурса и критических деформаций газопроводов с помощью индикаторов нагрузки после ремонта его участков»;

27-2003 «Разработка СОУ» Оценка фактической нагруженности и прогнозирования остаточного ресурса подводного трубопровода «ГАО» Черноморнефтегаз ".

Цель и задачи исследования. Целью исследования является разработка эффективных методов оценки долговечности и остаточного ресурса подвижных элементов скважинного оборудования с учетом влияния погрузки на накопление коррозионно-усталостного повреждения.

Поставленная цель реализуется через решение следующих задач:

  • анализ и исследование процесса погрузки подвижных элементов скважинного оборудования с помощью усовершенствованных методик и средств его оценки;

  • оценка влияния искривленности скважин на загруженность бурильных и штанговых колонн;

  • углубленное изучение и исследование процесса накопления усталостных и коррозионно-усталостного повреждения;

  • разработка методов комплексной оценки влияния погрузки на усталостное и коррозионно-усталостное повреждения;

  • экспериментальные исследования закономерностей влияния нагруженности на усталостное и коррозионно-усталостное повреждения;

  • разработка и внедрение в производство новых методик и средств оценки нагруженности и прогнозирования долговечности РЕСО.

Объектом исследований является процесс накопления коррозионно-усталостного повреждения в подвижных элементах скважинного оборудования, в частности, бурильных колонн, геофизических кабелей, колонн насосных штанг.

Предмет исследований — влияние погрузки на накопление коррозионно-усталостного повреждения в подвижных элементах скважинного оборудования.

Методы исследований. Исследования проводились с помощью комплексного метода, заключается в совместном использовании физического, математического и компьютерного моделирования объектов исследований и экспериментальных методов для подтверждения адекватности полученных результатов на действующем оборудовании и на лабораторных установках. Полученные основные положения диссертации, составляют научную новизну, сформулированы выводы и рекомендации научно обоснованно с привлечением математических методов теории дифференциальных уравнений, кинетической теории усталости, статистических методов обработки и анализа результатов экспериментальных исследований.

Научная новизна полученных результатов.

  1. Впервые разработан метод суммирования усталостных повреждений деталей при широкополосном погрузке с учетом багаточастотности и распределения амплитуд на отдельных частотах, основанный на учете экспериментально определенных коэффициентов влияния данных факторов на накопление усталостных повреждений в материале детали .

  2. Впервые разработан метод схематизации случайного процесса нагружения с учетом багаточастотности процесса и распределения амплитуд во времени, основанный на определении экстремумов при поэтапном сглаживании процесса путем замены восходящих размахов на их средние значения.

  3. Усовершенствован метод учета напряжений с высоким уровнем асимметрии цикла и напряжений с амплитудами низкого уровня при оценке долговечности на основе закономерностей кинетики усталостного повреждения и диаграммы Хэя.

  4. Усовершенствована расчетно-экспериментальный метод оценки нагруженности и остаточного ресурса РЕСО по результатам исследований натурных образцов с разной степенью накопленного коррозионно-усталостного повреждения, основанный на закономерностях кинетики снижение предела выносливости и предложенной системе уравнений для определения эквивалентных за повреждающим действием амплитуд напряжений и количества циклов нагрузки.

  5. Усовершенствована расчетно-экспериментальный метод оценки нагруженности РЕСО с помощью индикаторов нагрузки, который позволяет провести интегральную оценку погрузки с выделением определенного количества уровней амплитуд напряжений и определения на каждом уровне эквивалентного количества их циклов.

Отзывов нет | Нам важно ваше мнение!

К сожалению, отзывы пока закрыты.