Приликом избора кућишта за нафтне и гасне бушотине, важан технички принцип је да кућиште велике{0}}кости мора бити упарено са посебним навојним спојевима и не може користити обичне АПИ навоје. Овај принцип се заснива на јасним материјалним и механичким разлозима.
1. Ограничења особина материјала високе{1}}врсте
Главна предност кућишта велике{0}}обојности (као што су П110, К125) је његова висока чврстоћа течења, која му омогућава да издржи огромну напетост у дубоким бунарима. Међутим, такви материјали имају две инхерентне карактеристике:
- Материјал има релативно ниску жилавост
Снага и жилавост материјала често се мењају једни против других. Када челик велике{1}}врсте повећа своју границу течења, његова жилавост лома се смањује. То значи да је толеранција материјала на дефекте и концентрације напрезања смањена.
- Значајна је тенденција каљевања у раду
Челик{0}}високе чврстоће се брже очвршћава када је подвргнут напрезању и деформацији. Када локална област уђе у пластичну деформацију, веома је склона развоју микро-пукотина.
2. Структурни дефекти обичних навоја
Дизајн АПИ стандардних нити (као што су ЛТЦ, БТЦ) има неколико кључних проблема:
- Расподела стреса је неуједначена
Приликом израде навојне везе, оптерећење се углавном концентрише на 2-3 навоја најближе рамену. Анализа коначних елемената показује да напрезање на овим локацијама може достићи 3-5 пута више од просечне вредности.
- Концентрација напона постоји у корену нити
Мали полупречник лука на дну зубаца навоја формира природну тачку концентрације напона. Под затезним оптерећењем, стварни напон у овим тачкама је много већи од израчунатог просечног напона.
3. Проблем неусклађености између њих
Када материјали високе{0}}кости наиђу на обичне нити, јављају се три нивоа проблема:
- Сукоби материјалне својине
Високо{0}}материјали су веома осетљиви на локализована повећања напона, а обични навоји прецизно стварају веома високе врхове напона у локализованим областима. Ова комбинација 'осетљивих материјала' са 'структурама концентрације напона' је изузетно склона изазивању раног квара.
- Пластична деформација је неконтролисана
Под дејством предоптерећења и радног оптерећења долази до пластичне деформације у контактној површини навоја. Због одсуства рамена обртног момента, степен и положај пластичне деформације у обичним навојима је тешко контролисати, што лако може довести до:
Површина заптивке је оштећена
Облик навоја је сломљен
Губитак силе стезања
- Ризик од ширења пукотине
Материјали високе{0}}врсте имају мању отпорност на ширење пукотина. Једном када се пукотина покрене у корену нити, она ће се брзо ширити, а дизајн обичних нити не може да спречи такво ширење.
4. Решење за посебне нити
- Побољшајте профил зуба навоја
Усвојите дизајн зубаца у облику трапеза или куке{0}} да бисте повећали површину лежаја, чинећи расподелу оптерећења равномернијом.
- Подесите заптивање метала-на-метал
Успоставите независну заптивну структуру изван навоја како бисте избегли ослањање на захват навоја за функцију заптивања.
- Повећајте раме обртног момента
Обезбедите прецизне контролне тачке обртног момента да бисте ограничили опсег пластичне деформације у области навоја.
- Оптимизујте дистрибуцију стреса
Оптимизујте параметре навоја кроз анализу коначних елемената да бисте смањили локалне врхове напона.
5. Предлози за избор
На основу горње анализе, посебне нити се морају користити у следећим ситуацијама:
- Сво кућиште од челика П110 и више
- Бушотине нафте и гаса са дубином већом од 3000 метара
- Бунари који садрже корозивне медије (Х₂С, ЦО₂)
- Бушотине са гасом-под високим притиском које захтевају-дуготрајно заптивање
- Подручја са сложеним стресним условима
6. Закључак
Користите супер јака кућишта са редовним навојем? Велики проблем. Снага материјала и колико се лако ломи не мешају се добро са стандардним нитима које фокусирају напрезање и лако се савијају. Фантастичне нити поправљају ово променом облика, тако да је јака ствар сигурна за употребу.
Не ради се само о уштеди готовине; то је оно што се мора догодити због тога како ствари и облици функционишу. Забрљати ово? Платићете више да бисте га одржали и радили, али то је важно за безбедност. Када правите праве ствари, придржавајте се овог правила.
