【正文】 70 年代初，又開(kāi)始生產(chǎn)外徑為 的連續(xù)油管。1964 年，美國(guó)布朗石油工具公司(Brown Tools Co.)建立了連續(xù)油管生產(chǎn)線，生產(chǎn)外徑為 的連續(xù)油管，此后不久又開(kāi)始生產(chǎn)外徑為 的連續(xù)油管。 (1)初期快速發(fā)展階段1962 年，美國(guó)加里福尼亞石油(California Oil)公司和波紋石油工具(Bowen Oil Tools)公司聯(lián)合研制了第一臺(tái)連續(xù)油管輕便修井裝置，所用連續(xù)油管外徑為，主要用于墨西哥海灣油、氣井的沖砂洗井作業(yè)。40 年代后期，連續(xù)油管的發(fā)明專(zhuān)利已開(kāi)始相繼發(fā)布。 現(xiàn)代連續(xù)油管技術(shù)源于第二次世界大戰(zhàn)期間盟軍的“PLUTO ”計(jì)劃，該計(jì)劃完成后，盟軍在英國(guó)和法國(guó)之間鋪設(shè)了一條穿越英吉利海峽、總長(zhǎng)近 49000m 的海底輸油管道 。使用連續(xù)油管則可將繞在3180mm 卷筒上的連續(xù)管柱連續(xù)地從井中下入和起出。典型的連續(xù)油管長(zhǎng)達(dá) 7620m，是一根連續(xù)管狀的高強(qiáng)度、低碳合金鋼 (楊氏模量 、屈服強(qiáng)度)連續(xù)管柱。連續(xù)油管作業(yè)無(wú)論從作業(yè)操作和采油生產(chǎn)看都比常規(guī)螺紋連接油管有很多優(yōu)點(diǎn)，節(jié)省起下油管時(shí)間，消除了上卸單根的繁重勞動(dòng),可以連續(xù)向井下循環(huán)修井液、定量定點(diǎn)實(shí)施井下修井液的置換和充填 ,減少油層傷害和作業(yè)安全等。連續(xù)油管作業(yè)最初的概念是在油氣井的生產(chǎn)油管內(nèi)下入小直徑的連續(xù)油管完成特定的修井作業(yè)，如洗井、打撈等。從連續(xù)管的制造上來(lái)說(shuō)， 連續(xù)管(C oild Tubing， CT)是由若干段長(zhǎng)度在百米以上的柔性管通過(guò)對(duì)焊或斜焊工藝焊接而成的無(wú)接頭連續(xù)管,長(zhǎng)度一般達(dá)幾百米至幾千米,又被稱(chēng)為撓性油管、蛇形管或盤(pán)管 。關(guān)鍵詞: 連續(xù)油管； 受力分析 ； 工作特性 ； 疲勞壽命 目錄第一章 前言 ................................................................................................................1 連續(xù)油管發(fā)展概況 ........................................................................................1 國(guó)內(nèi)外應(yīng)用概況 ............................................................................................3 國(guó)外應(yīng)用現(xiàn)狀 ......................................................................................3 國(guó)內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀 ......................................................................................4 國(guó)內(nèi)外連續(xù)管疲勞壽命研究狀況 ................................................................6 研究連續(xù)油管疲勞壽命的意義 ....................................................................8第二章 連續(xù)油管受力分析及工作特性 ..................................9 連續(xù)油管及其用途 ........................................................................................9 連續(xù)油管作業(yè)機(jī)簡(jiǎn)介 ..........................................................................9 連續(xù)油管分類(lèi) ....................................................................................10 連續(xù)油管用途 ....................................................................................10 連續(xù)油管應(yīng)力分析 ......................................................................................12 連續(xù)油管工作特性分析 ..............................................................................14 連續(xù)油管彎曲分析 ............................................................................14 連續(xù)油管抗內(nèi)壓強(qiáng)度分析 ................................................................17第三張 連續(xù)油管疲勞壽命計(jì)算 .......................................19 連續(xù)油管失效分析 ......................................................................................19 連續(xù)油管失效形式 ............................................................................19 連續(xù)油管失效原因 ............................................................................20 避免連續(xù)油管失效建議 ....................................................................21 連續(xù)油管疲勞壽命計(jì)算 ..............................................................................22 連續(xù)油管疲勞壽命計(jì)算概述 ............................................................22 連續(xù)油管危險(xiǎn)點(diǎn)應(yīng)力分析 ................................................................24 連續(xù)油管疲勞壽命預(yù)測(cè)模型 ............................................................25 分析與討論 ........................................................................................26 影響連續(xù)管疲勞壽命因素分析 ..................................................................29 提高連續(xù)油管使用壽命方法 ......................................................................30第四章 結(jié)論 ..............................................................................................................34致謝 ...............................................................35參考文獻(xiàn) ...........................................................36第一章 前言 連續(xù)油管發(fā)展概況連續(xù)油管(Coi1ed Tubing，簡(jiǎn)稱(chēng) CT)又稱(chēng)撓性油管、盤(pán)管或柔管。研究表明，內(nèi)壓、油管外徑、油管壁厚、卷筒直徑、導(dǎo)向拱半徑、楊氏模量、抗拉強(qiáng)度等嚴(yán)重影響了連續(xù)油管的壽命。用國(guó)外連續(xù)油管的部分疲勞實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證，結(jié)果表明,建立的壽命預(yù)測(cè)模型計(jì)算壽命值與實(shí)驗(yàn)值基本接近,模型基本正確。連續(xù)油管的疲勞是應(yīng)力狀態(tài)較復(fù)雜的多軸低周疲勞,目前該疲勞壽命預(yù)測(cè)理論還不成熟, 為此,在前人疲勞研究方法的基礎(chǔ)上 ,建立了連續(xù)油管的疲勞壽命預(yù)測(cè)模型。失效形式可分為變形失效,斷裂失效,表面損傷失效,其疲勞斷裂失效占的比例較大。研究、開(kāi)發(fā)及推廣應(yīng)用連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)，將會(huì)進(jìn)一步提高勘探開(kāi)發(fā)效益。摘要連續(xù)油管(CT)是相對(duì)于常規(guī)螺紋聯(lián)接油管而言的，它又稱(chēng)為撓性油管、蛇形管或盤(pán)管。連續(xù)油管(CT)技術(shù)廣泛應(yīng)用于油氣田修井、鉆井、完井、測(cè)井、增產(chǎn)等作業(yè)，在油氣田勘探與開(kāi)發(fā)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。連續(xù)油管工作條件比較惡劣,受力狀態(tài)比較復(fù)雜。疲勞壽命是衡量其可靠性的關(guān)鍵指標(biāo)。在該模型中,將連續(xù)油管的復(fù)雜應(yīng)力轉(zhuǎn)化為等效的單向拉伸應(yīng)力,將連續(xù)油管的低周疲勞應(yīng)變壽命關(guān)系轉(zhuǎn)化為應(yīng)力壽命關(guān)系,得到了一個(gè)半經(jīng)驗(yàn)壽命公式。分析了影響連續(xù)油管壽命的因素以及提高連續(xù)油管使用壽命的方法。因此，可采用增大卷筒直徑和導(dǎo)向拱半徑、盡量增加大直徑連續(xù)油管的壁厚以及優(yōu)先選用小直徑的連續(xù)油管等辦法來(lái)提高連續(xù)油管的使用壽命。是相對(duì)于常規(guī)單根螺紋連接油管而言的,是一種纏繞在卷筒上,可以連續(xù)下入或起出的一根無(wú)螺紋連接的長(zhǎng)油管(可達(dá) 7 925 m)。連續(xù)管是一種??1,2高強(qiáng)度和高韌性的管材，卷在滾筒上，被廣泛應(yīng)用于修井、測(cè)井和鉆井等領(lǐng)域。從井中起出的連續(xù)油管卷繞在大直徑的卷筒上,以便運(yùn)移。連續(xù)油管是一項(xiàng)正在引起油氣工業(yè)界高度重視的新技術(shù)。傳統(tǒng)的油氣井鉆井作業(yè)中，操作者要使用平均長(zhǎng)度為 的鉆桿一節(jié)一節(jié)地連接起來(lái)并通過(guò)井架支撐。與常規(guī)技術(shù)相比，連續(xù)油?管技術(shù)經(jīng)濟(jì)實(shí)用且作業(yè)效率高，在油氣工業(yè)中已獲得廣泛認(rèn)可。這條輸油管道共由 23 條管線組成，其中 17 條為纏繞在若干個(gè)直徑為??312m 滾筒上的鉛質(zhì)管線；另外 6 條是內(nèi)徑為 、由數(shù)根 6m 長(zhǎng)的管節(jié)對(duì)縫焊接而成的鋼管。 現(xiàn)代連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)迄今己有 30 多年的歷史，其發(fā)展過(guò)程大致可分為三個(gè)階段，即：60 年代初至 70 年代初的初期快速發(fā)展階段、70 年代初至 80 年代的發(fā)展“停滯”階段和 80 年代以后的擴(kuò)大發(fā)展階段。由于連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)從一開(kāi)始投入使用便顯示了其諸如不需上卸扣、接單根，從而可節(jié)省起下油管的時(shí)間，并可連續(xù)向井下循環(huán)液體，減少對(duì)地層的傷害等優(yōu)點(diǎn)，連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)在 60 年代初至 70 年代初得到迅速發(fā)展，在油、氣田生產(chǎn)中的應(yīng)用不斷擴(kuò)大。波紋公司于 1967 年建立了連續(xù)油管生產(chǎn)線，主要生產(chǎn)外徑為 和 的連續(xù)油管。西南管材公司(Southwesten Pipe Inc.)于 1969 年開(kāi)始生產(chǎn)連續(xù)油管，采用屈服強(qiáng)度為 345379MPa的鋼板，并改進(jìn)制造工藝，從各個(gè)方面提高了連續(xù)油管的性能。繼第一臺(tái)連續(xù)油管輕便修井裝置之后，1964 年，布朗石油工具公司和埃索(ESSO)石油公司共同研制出一種修井用注入頭，使用的連續(xù)油管外徑為 ，用于陸上和海上油井清砂作業(yè)。1968 年，波紋石油工具公司又開(kāi)發(fā)出“8M”型連續(xù)油管作業(yè)機(jī)，使用外徑為 的連續(xù)油管，其提升能力為 。19641967 年，油、氣工業(yè)用連續(xù)油管外徑為 ??4，1967 年至 70 年代初則主要使用外徑為 的連續(xù)油管。 (2)發(fā)展“停滯”階段 20 世紀(jì) 70 年代初，人們將外徑為 的連續(xù)油管從常規(guī)淺井的沖砂和噴射作業(yè)擴(kuò)大應(yīng)用到深井作業(yè)，但由于當(dāng)時(shí)連續(xù)油管的材料強(qiáng)度(屈服強(qiáng)度為 345—379MPa)及其直焊縫強(qiáng)度不能滿(mǎn)足重復(fù)循環(huán)及深井作業(yè)時(shí)所需要的高軸向載荷要求，連續(xù)油管在深井中無(wú)法得到成功應(yīng)用。 70 年代是連續(xù)油管技術(shù)發(fā)展史上的“灰色歲月” ，但到了 70 年代末至 80 年代初，美國(guó)連續(xù)油管作業(yè)機(jī)的制造廠商開(kāi)始針對(duì)其設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用情況，著重在連續(xù)油管作業(yè)設(shè)計(jì)和制造上進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，進(jìn)而提高了設(shè)備的性能，擴(kuò)大了連續(xù)油管作業(yè)機(jī)的適用管徑范圍，并大大降低了設(shè)備的失效率。 (3)擴(kuò)大發(fā)展階段進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代后，連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)出現(xiàn)了新的轉(zhuǎn)機(jī)。1980 年，開(kāi)始采用屈服強(qiáng)度為 的鋼板軋制連續(xù)油管，明顯地改善了連續(xù)油管的性能。到了 80 年代中期，連續(xù)油管己被應(yīng)用于各類(lèi)泵送作業(yè)、輸送井下工具及替換生產(chǎn)管柱，各連續(xù)油管制造廠商致力于較大直徑連續(xù)油管的開(kāi)發(fā)。 進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代后，連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)發(fā)展迅速，連續(xù)油管作業(yè)已涉及所有常規(guī)修井作業(yè)領(lǐng)域，并向更廣、更復(fù)雜的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展。 1990 年，外徑為 的連續(xù)油管投入完井作業(yè)；1992 年 1 月，外徑為 的連續(xù)油管問(wèn)世；1993 年，外徑為 的連續(xù)油管已用于深井試油；1994 年，連續(xù)油管的最大直徑已達(dá) 。1992 年初，美國(guó)石油學(xué)會(huì)開(kāi)始編制“連續(xù)油管作業(yè)和應(yīng)用”作為 API 的推薦作法，以宣傳和規(guī)范有關(guān)連續(xù)油管的工程、設(shè)計(jì)、制造、配套、安裝、試驗(yàn)及操作。??5 國(guó)內(nèi)外應(yīng)用概況 國(guó)外應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)入 90 年代后，連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)向更多的領(lǐng)域推廣應(yīng)用。在美國(guó)普拉德霍灣油田西部作業(yè)區(qū)，每年使用連續(xù)油管作業(yè)超過(guò) 1000 井次，其中包括油井打撈