Stress koncentrationspunkt
Borrkragaroch borrrör utsätts för olika påkänningar under borroperationer, men spänningskoncentrationspunkterna skiljer sig mellan de två komponenterna. Borrkragar, som är tjockväggiga och styva, upplever spänningskoncentration främst vid sina anslutningar och ytegenskaper. De gängade anslutningarna mellan borrkragsektioner är särskilt känsliga för spänningskoncentrationer på grund av deras geometriska diskontinuiteter. Dessa områden är benägna att initiera utmattningssprickor, särskilt under cykliska belastningsförhållanden.
Däremot har borrrör en mer enhetlig spänningsfördelning längs sin längd. Men de är fortfarande mottagliga för stresskoncentration vid vissa punkter. Verktygsfogarna, där rörsektionerna är anslutna, är de primära spänningskoncentrationspunkterna. Dessa leder upplever höga spänningsnivåer på grund av förändringen i tvärsnittsarea och närvaron av gängade anslutningar.
En annan signifikant skillnad i spänningskoncentrationspunkter är relaterad till deras respektive funktioner i borraggregatet. Borrkragar är utformade för att ge tyngd på borrkronan och bibehålla ett rakt borrhål. Som ett resultat upplever de högre tryckspänningar och böjmoment, särskilt nära botten av borrsträngen. Detta kan leda till spänningskoncentration i områden där borrkragen kommer i kontakt med borrhålsväggen eller utsätts för allvarliga doglegs.
Borrrör, å andra sidan, används främst för att överföra vridmoment och vätsketryck. De utsätts för dragspänningar i de övre delarna av borrsträngen och utsätts för cykliska böjpåkänningar på grund av rotation. Följaktligen är spänningskoncentrationspunkter i borrrör ofta förknippade med områden med hög krökning eller där röret upplever betydande böjmoment.
Yttillståndet spelar också roll för spänningskoncentrationen. Borrkragar, som är tjockare och mer robusta, är mindre känsliga för ytskador från hantering och transport. Däremot kan eventuella ytdefekter eller korrosionsgropar fungera som spänningskoncentrationspunkter. Borrrör, med sina tunnare väggar, är mer känsliga för ytskador, vilket kan skapa lokala spänningskoncentrationsområden längs rörkroppen.
Frakturpunkt: borrkrage kontra borrrör
Sprickpunkterna skiljer sig åt på grund av deras distinkta geometrier, belastningsförhållanden och materialegenskaper. Borrkragar, som är tjockare och styvare, uppvisar vanligtvis brottpunkter vid eller nära sina anslutningar. De gängade anslutningarna, särskilt den sista ingreppsgängan, är vanliga ställen för initiering och utbredning av utmattningssprickor. När cykliska spänningar ackumuleras kan dessa sprickor växa och så småningom leda till fullständig brott.
Dess brottyta uppvisar ofta egenskaper som både utmattning och överbelastningsfel. Utmattningsdelen av sprickan är vanligtvis slät och visar strandmärken eller ränder, vilket indikerar den progressiva karaktären av spricktillväxt.
Borrrör, däremot, tenderar att ha brottpunkter som är mer fördelade längs deras längd. Även om verktygsfogarna förblir kritiska områden för utmattningsbrott, är själva rörkroppen också känslig för brott. Detta gäller särskilt i områden där röret utsätts för höga böjspänningar eller där ytskador har skapat spänningskoncentrationspunkter.
Brottmekanismen i borrrör innebär ofta att det uppstår små sprickor på den yttre ytan, som sedan fortplantar sig inåt. Denna process påverkas av den cykliska karaktären hos de belastningar som uppstår under borroperationer, inklusive rotation, spänning och böjning. När sprickan växer minskar den rörets effektiva tvärsnittsarea, vilket i slutändan leder till fullständigt fel.
Vigor kommer att ge dig en tillförlitlig lösning, vänligen kontakta oss påinfo@vigorpetroleum.com
