Öljy- ja kaasukaivojen kotelon valinnassa tärkeä tekninen periaate on, että lujassa{0}}kotelossa on oltava erikoiskierreliitännät, eikä niissä saa käyttää tavallisia API-kierteitä. Tämä periaate perustuu selkeisiin materiaali- ja mekaanisiin syihin.
1. Korkean-lujuuden materiaaliominaisuuksien rajoitukset
Suurin{0}}lujuuden kotelon (kuten P110, Q125) tärkein etu on sen korkea myötölujuus, jonka ansiosta se kestää valtavan jännityksen syvissä kaivoissa. Tällaisilla materiaaleilla on kuitenkin kaksi ominaista ominaisuutta:
- Materiaalilla on suhteellisen alhainen sitkeys
Materiaalien lujuus ja sitkeys käyvät usein toisiaan vastaan. Kun luja-teräs lisää myötörajaansa, sen murtolujuus pienenee. Tämä tarkoittaa, että materiaalin sietokyky vikoja ja jännityspitoisuuksia kohtaan pienenee.
- Taipumus työn kovettumiseen on merkittävä
Erittäin luja{0}}teräs kovettuu nopeammin joutuessaan alttiiksi rasitukselle ja muodonmuutokselle. Kun paikallinen alue joutuu plastiseen muodonmuutokseen, se on erittäin altis mikro-halkeamien muodostumiselle.
2. Tavallisten lankojen rakenteelliset viat
API-standardin säikeiden (kuten LTC, BTC) suunnittelussa on useita keskeisiä ongelmia:
- Stressin jakautuminen on epätasaista
Kierreliitosta tehtäessä kuormitus keskittyy pääasiassa 2-3 kierteeseen, jotka ovat lähimpänä olaketta. Elementtianalyysi osoittaa, että jännitys näissä kohdissa voi olla 3-5 kertaa keskiarvo.
- Stressi keskittyy langan juureen
Kaaren pieni säde kierteen hampaiden alaosassa muodostaa luonnollisen jännityksen keskittymispisteen. Vetokuormituksessa todellinen jännitys näissä kohdissa on paljon suurempi kuin laskettu keskimääräinen jännitys.
3. Näiden kahden välinen yhteensopimattomuusongelma
Kun lujat{0}}materiaalit kohtaavat tavallisia lankoja, esiin tulee kolme tasoa:
- Aineellisen omaisuuden ristiriidat
Lujat{0}}materiaalit ovat erittäin herkkiä paikallisille jännityslisäyksille, ja tavalliset langat luovat tarkasti erittäin korkeat jännityshuiput paikallisille alueille. Tämä "herkkien materiaalien" ja "jännityksen keskittymisrakenteiden" yhdistelmä on erittäin altis aiheuttamaan varhaisia vikoja.
- Muovinen muodonmuutos on hallitsematon
Esijännityksen ja työkuorman vaikutuksesta kierteitetyllä kosketusalueella tapahtuu plastista muodonmuutosta. Vääntömomentin olakkeen puuttumisen vuoksi tavallisten kierteiden plastisen muodonmuutoksen astetta ja sijaintia on vaikea hallita, mikä voi helposti johtaa:
Tiivisteen pinta on vaurioitunut
Lankamuoto murskataan
Puristusvoiman menetys
- Halkeamien leviämisen vaara
Lujat{0}}materiaalit kestävät vähemmän halkeamia. Kun halkeama alkaa langan juuresta, se etenee nopeasti, eikä tavallisten lankojen rakenne voi estää tällaista etenemistä.
4. Ratkaisu erikoiskierteisiin
- Paranna lankahampaan profiilia
Käytä puolisuunnikkaan tai koukun muotoista-hammasrakennetta kasvattaaksesi laakeripinta-alaa, mikä tekee kuorman jakautumisesta tasaisemman.
- Asenna metalli{0}}--metallitiiviste
Rakenna itsenäinen tiivisterakenne kierteiden ulkopuolelle, jotta vältytään kierteiden kiinnittymiseltä tiivistystoiminnossa.
- Lisää vääntömomenttia
Tarjoa tarkat vääntömomentin ohjauspisteet rajoittamaan plastisen muodonmuutoksen vaihteluväliä kierteitetyllä alueella.
- Optimoi stressin jakautuminen
Optimoi kierreparametrit elementtianalyysin avulla paikallisten jännityshuippujen vähentämiseksi.
5. Valintaehdotukset
Yllä olevan analyysin perusteella erityisiä lankoja on käytettävä seuraavissa tilanteissa:
- Kaikki kotelot teräslaadulla P110 tai korkeammalla
- Öljy- ja kaasulähteet, joiden syvyys ylittää 3000 metriä
- Kuopat, jotka sisältävät syövyttäviä aineita (H2S, CO2)
- Korkeapaineiset-kaasukaivot, jotka vaativat-pitkäaikaisen tiivistyksen
- Alueet, joilla on monimutkaisia stressiolosuhteita
6. Johtopäätös
Käytätkö erittäin vahvoja koteloita tavallisilla kierteillä? Suuri ongelma. Tavaran vahvuus ja sen katkeaminen eivät sekoitu hyvin tavallisiin lankoihin, jotka keskittävät jännityksen ja vääntyvät helposti. Hienot langat korjaavat tämän muuttamalla muotoa, joten vahvat tavarat ovat turvallisia käyttää.
Kyse ei ole vain käteisen säästämisestä; sen on tapahduttava tavaroiden ja muotojen toimivuuden vuoksi. Sekoitatko tämän? Maksat enemmän pitääksesi sen käynnissä, mutta se on tärkeää turvallisuuden kannalta. Kun rakennat todellista tavaraa, noudata tätä sääntöä.
