Вплив характеру навантаження та робочого середовища на довговічність бурильних труб

Abstract

Експлуатаційні перевантаження часто призводять до утворення залишкової пластичної деформації трубних сталей. Встановлено вплив пластичної деформації на величини модуля пружності Е і коефіцієнта поперечної деформації  сталей бурильних труб у складних умовах навантаження. Отримано зв’язок між зміною Е і . Дається якісне пояснення впливу наклепу з точки зору дислокаційної картини будови металів. Розглянуто проблеми, пов’язані зі зміною механічних характеристик трубних сталей. Показано, що пластична деформація досліджуваної сталі призводить до істотного викривлення початкової ділянки діаграми розтягу, а також зменшення модуля пружності та границі пропорційності. Одержано нові експериментальні дані про зміну характеристик циклічної тріщиностійкості трубних сталей залежно від сумісного навантаження та корозійних середовищ. Стаття стосується результатів теоретичних і експериментальних досліджень втомних властивостей бурильних труб при таких екстремальних режимах буріння свердловин, як разові та циклічні перевантаження, наявність робочих середовищ і тріщин в конструкціях.

Эксплуатационные перегрузки часто приводять к образованию остаточной пластической деформации трубных сталей. Установлено влияние пластической деформации на величины модуля упругости Е и коэффициента поперечной деформации  сталей бурильных труб в сложных условиях нагружения. Получена связь между изменением Е и  и дано качественное объяснение влияния наклёпа с точки зрения дислокационной картины строения металлов. Рассмотрены проблемы, связанные со сменой механических характеристик трубных сталей. Показано, что пластическая деформация исследуемой стали приводит к существенному искривлению начального участка диаграммы растяжения, а также уменьшению модуля упругости и предела пропорциональности. Получены новые экспериментальные данные об изменении характеристик циклической трещиностойкости трубных сталей в зависимости от совместного влияния нагружения и коррозионных сред. Статья касается результатов теоретических и экспериментальных исследований усталостных свойств бурильных труб при таких экстремальных режимах бурения скважин, как разовые и циклические перегрузки, наличие рабочих сред и трещин в конструкциях.

The operating overloads often result in formation of remaining plastic deformation of pipe steel. Influence of plastic deformation is set on the quantity of the modulus of elasticity Е and coefficient of transversal deformation  of steel of drilling pipe in the difficult conditions of loading. Condition is got between the Е change and  and qualified explanation of influencing of workhardening is given from point of distribution picture of structure of metals. The problems with mechanical characteristic of the pipe steel are observed. The plastic deformation of the investigated steel load to substantial curvature of the initial part of the extension diagram and increasing of the modulus of elasticity and threshold of proportional are shown. The new experimental data on the corrosion fatigue crack growth behaviour of pipe steels were received and analysed depending on the loading and the presence of corrosion environments. The article deals with the results of theoretical and experimental investigations for fatigue properties of drilling pipes at the following extreme conditions of drilling of holes: single and cyclic overloading, availability of working environments and crack in constructions.