Prilikom odabira kućišta za naftne i plinske bušotine, važan tehnički princip je da kućište velike{0}}kosti mora biti upareno sa posebnim navojnim spojevima i ne može koristiti obične API navoje. Ovaj princip se zasniva na jasnim materijalnim i mehaničkim razlozima.
1. Ograničenja svojstava materijala visoke{1}}vrste
Glavna prednost kućišta visoke{0}}vrste (kao što su P110, Q125) je njegova visoka čvrstoća tečenja, koja mu omogućava da izdrži ogromnu napetost u dubokim bunarima. Međutim, takvi materijali imaju dvije inherentne karakteristike:
- Materijal ima relativno nisku žilavost
Čvrstoća i žilavost materijala često se mijenjaju jedni protiv drugih. Kada čelik visoke{1}}kosti poveća svoju granicu tečenja, njegova otpornost na lom se smanjuje. To znači da je tolerancija materijala na defekte i koncentracije naprezanja smanjena.
- Značajna je tendencija kaljenja
Čelik visoke{0}}vrste brže se stvrdne kada je podvrgnut naprezanju i deformaciji. Jednom kada lokalno područje uđe u plastičnu deformaciju, vrlo je sklono razvoju mikro-pukotina.
2. Strukturni defekti običnih navoja
Dizajn API standardnih niti (kao što su LTC, BTC) ima nekoliko ključnih problema:
- Raspodjela stresa je neravnomjerna
Prilikom izrade navojne veze, opterećenje se uglavnom koncentriše na 2-3 navoja najbliže ramenu. Analiza konačnih elemenata pokazuje da naprezanje na ovim lokacijama može dostići 3-5 puta veću prosječnu vrijednost.
- Koncentracija naprezanja postoji u korijenu niti
Mali polumjer luka na dnu zubaca navoja čini prirodnu točku koncentracije naprezanja. Pod vlačnim opterećenjem, stvarni napon u tim točkama je mnogo veći od izračunatog prosječnog naprezanja.
3. Problem neusklađenosti između njih
Kada materijali visoke{0}}kore naiđu na obične niti, pojavljuju se tri nivoa problema:
- Sukobi materijalne imovine
Visoko{0}}materijali su vrlo osjetljivi na lokalizirana povećanja naprezanja, a obični navoji precizno stvaraju vrlo visoke vrhove naprezanja u lokaliziranim područjima. Ova kombinacija 'osjetljivih materijala' sa 'strukturama koncentracije napona' izuzetno je sklona prouzročenju ranog kvara.
- Plastična deformacija je nekontrolisana
Pod dejstvom predopterećenja i radnog opterećenja dolazi do plastične deformacije u kontaktnoj površini navoja. Zbog nepostojanja ramenog momenta, stepen i položaj plastične deformacije u običnim navojima je teško kontrolisati, što lako može dovesti do:
Površina brtve je oštećena
Oblik niti je zdrobljen
Gubitak sile stezanja
- Rizik od širenja pukotine
Visoko{0}}materijali imaju manju otpornost na širenje pukotina. Jednom kada se pukotina pokrene u korijenu niti, ona će se brzo širiti, a dizajn običnih niti ne može spriječiti takvo širenje.
4. Rješenje za posebne niti
- Poboljšajte profil zuba navoja
Usvojite dizajn zubaca u obliku trapeza ili kuke{0}} kako biste povećali površinu ležaja, čineći raspodjelu opterećenja ravnomjernijom.
- Postavite metal-na-brtvljenje
Uspostavite nezavisnu zaptivnu strukturu izvan navoja kako biste izbjegli oslanjanje na zahvat navoja za funkciju zaptivanja.
- Povećajte zakretni moment ramena
Obezbedite precizne kontrolne tačke zakretnog momenta da biste ograničili opseg plastične deformacije u oblasti navoja.
- Optimizirajte distribuciju stresa
Optimizirajte parametre navoja kroz analizu konačnih elemenata kako biste smanjili lokalne vrhove naprezanja.
5. Prijedlozi za odabir
Na osnovu gornje analize, posebne niti se moraju koristiti u sljedećim situacijama:
- Sve kućište od čelika P110 i više
- Bušotine nafte i gasa dubine preko 3000 metara
- Bušotine koje sadrže korozivne medije (H₂S, CO₂)
- Plinske bušotine-pod visokim pritiskom koje zahtijevaju-dugotrajno brtvljenje
- Područja sa složenim stresnim uslovima
6. Zaključak
Koristite super jaka kućišta sa redovnim navojem? Veliki problem. Čvrstoća materijala i lakoća loma se ne miješaju dobro sa standardnim nitima koje fokusiraju naprezanje i lako se savijaju. Fantastične niti to popravljaju promjenom oblika, tako da je jaka stvar sigurna za korištenje.
Ne radi se samo o uštedi gotovine; to je ono što se mora dogoditi zbog toga kako stvari i oblici funkcioniraju. Zabrljati ovo? Platit ćete više da ga održite i radi, ali to je važno za sigurnost. Kada pravite prave stvari, pridržavajte se ovog pravila.
