Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Влияние концентратора напряжений, схемы нагружения и коррозионной среды на циклическую долговечность бурильных труб из алюминиевого сплава 1953Т1

О. В. Швецов, Б. С. Ермаков, С. Ю. Кондратьев

Аннотация


Исследовано влияние концентратора напряжений, схемы нагружения и коррозионной среды на усталостные свойства бурильной трубы из алюминиевого сплава 1953Т1. Установлено, что концентратор напряжения существенно не влияет на усталостные характеристики сплава 1953Т1. Более значимым фактором является схема нагружения. При этом испытание по схеме изгиб с вращением более показательно, чем по схеме растяжение – сжатие. Выявлено, что на ресурс бурильной трубы в наибольшей степени влияет коррозионная среда, значительно снижающая усталостные характеристики алюминиевого сплава 1953Т1, что требует обязательной оптимизации и контроля химического состава технологических жидкостей при эксплуатации.


Ключевые слова


бурильная труба; алюминиевый сплав 1953Т1; усталость; концентратор напряжений; схема нагружения; предел выносливости; изгиб с вращением; усталостное разрушение

Полный текст:

PDF

Литература


Moradi S., Ranjbar K. Experimental and computational failure analysis of drillstrings // Eng. Fail. Anal. 2009. V. 16, Is. 3. P. 923 – 933.

Bert D., Storaune A., Zheng N. Case study: drillstring failure analysis and new deep-well guidelines lead to success // SPE Drilling and Completion. 2007. V. 24, Is. 4. Art. SPE-110708-MS

Argirov J., Yankova R., Antonov G. Study fatigue in materials of drill pipes // TEM Journal. 2016. V. 5, Is. 1. P. 50 – 55.

Zamani S. M., Hassanzadeh-Tabrizi S. A., Sharifi H. Failure analysis of drill pipe: A review // Eng. Fail. Anal. 2016. V. 59. P. 605 – 623.

Li F. P. Research on drill pipe’s fatigue life prediction based on reliability // Materials Science Forum. 2019. V. 944. P. 975 – 980.

Tikhonov V., Gelfgat M., Cheatham C., Adelman A. Comprehensive studies of aluminum alloys in drillpipe manufacturing // Paper presented at the IADC/SPE Drilling Conference and Exhibition. New Orleans, Louisiana, USA, February 2010. doi: 10.2118/128328-MS

Кондратьев С. Ю., Зотов О. Г., Швецов О. В. Структурная стабильность и изменение свойств алюминиевых сплавов Д16 и 1953 в процессе изготовления и эксплуатации бурильных труб // МиТОМ. 2013. № 10(700). С. 15 – 21. (Kondrat’ev S. Yu., Zotov O. G., Shvetsov O. V. Structural stability and variation of properties of aluminum alloys D16 and 1953 inproduction and operation of drill pipes // Met. Sci. Heat Treat. 2014. V. 55, No. 9 – 10. P. 526 – 532.)

Фомин О. И. Усталостное разрушение бурильных труб, его прогнозирование и профилактика // Российские нефтегазовые технологии. Бурение. 2018. № 1. С. 16 – 29.

Рублев С. С., Швецов О. В., Алфимов А. Д., Кондратьев С. Ю. Влияние эксплуатационных факторов на усталостное разрушение стальных бурильных труб // МиТОМ. 2023. № 2(812). С. 34 – 39. (Rublev S. S., Shvetsov O. V., Alfimov A. D., Kondrat’ev S. Yu. Effect of operating factors on fatigue fracture of steel drill pipes // Met. Sci. Heat Treat. 2023. V. 65, Is. 2. P. 94 – 100.)

Кондратьев С. Ю., Швецов О. В. Технологические и эксплуатационные особенности бурильных труб из алюминиевых сплавов 2024 и 1953 // МиТОМ. 2018. № 1(751). С. 33 – 39. (Kondrat’ev S. Yu., Shvetsov O. V. Technological and operational features of drill pipes from aluminum alloys 2024 and 1953 // Met. Sci. Heat Treat. 2018. V. 60, Is. 1 – 2. P. 32 – 38.)

Швецов О. В., Алфимов А. Д., Ермаков Б. С., Кондратьев С. Ю. Влияние микроструктуры на характер разрушения и усталостные свойства бурильных труб из алюминиевых сплавов 1953Т1 и Д16Т // МиТОМ. 2024. № 3(825). С. 20 – 26.

Яворский А. А., Миленький А. М., Рублев С. С. и др. Методика определения усталостного износа бурильного инструмента // Бурение и нефть. 2021. № 7. С. 35 – 39.

Hassain M. M., Rahman M. K., Rahman S. S., Akgun F. Fatigue life evaluation: a key to avoid drillpipe failure due to die-marks // in: IADC SPE: Asia Pacific Drilling Conf. Jakarta, Indonesia, 1998. IADC SPE 47789

Cheng A., Chen N. An extended engineering critical assessment for corrosion fatigue of subsea pipeline steels // Eng. Fail. Anal. 2018. V. 84. P. 262 – 275.

Shvetsov O. V., Kondrat’ev S. Y., Yakhimovich V. A., Kurakin M. K. Operational properties of drill pipes made of coated aluminum alloy 2024 // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. 2020. V. 889. Art. 012021.

Shvetsov O., Kondrat’ev S. Performance of protective coatings for aluminum alloys in the operating conditions of Oil production equipment // E3S Web of Conferences. 2021. V. 225. 05003.

Кондратьев С. Ю., Альхименко А. А., Харьков А. А. и др. Критерии ускоренной оценки склонности трубных сталей к коррозионному растрескиванию в условиях нефтедобычи // МиТОМ. 2021. № 10(796). С. 16 – 22. (Kondrat’ev S. Yu., Al’khimenko A. A., Khar’kov A. A. et al. Criteria for accelerated estimation of susceptibility of pipe steels to corrosion cracking under oilfield conditions // Met. Sci. Heat Treat. 2022. V. 63, Is. 9 – 10. P. 533 – 539.)




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2024.8.43-46


© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025