复合加载下油井管管柱的挤毁模型

郭克星， 袁雪婷， 董 超， 田永强，王维东， 于晨阳， 刘 艺 编译

（1. 宝鸡石油钢管有限责任公司， 陕西 宝鸡721008；2. 国家石油天然气管材工程技术研究中心， 陕西 宝鸡721008；3. 大连理工大学 材料科学与工程学院， 辽宁 大连116000）

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在过去的几十年中， API 使用更精确的模型改进了对管柱性能的预测。 美国石油学会（API） 在相关标准中增加了一个公式， 该公式考虑了管柱内部压力对挤毁强度的影响。 2015 年，API 技术报告的附录中添加了管柱基于三轴建模的挤毁强度预测公式， 该公式更准确的预测了内部压力和轴向应力对挤毁强度的影响。 API 工作委员会通过同时进行内部压力的挤毁强度试验证明了该公式的有效性。

2013 年， API WG 2370 对API 挤 毁 预 测 公式进行了修正， 以验证适用于三轴应力状态的试验。 在外径为177.8 mm （7 in）， 等级为L80 的管柱上进行了24 次挤毁试验。 挤毁试验分别在开放或封闭条件 （OE/CE） 下进行， 使输入分别处于内部压力和无轴向载荷的三轴状态， 并且分别给出内部压力和轴向应力的情况。 相同的试验数据已应用于API/ISO TR 10400 中的Klever&Tamano （K&T） 模型， 并与API WG 2370 给出的结果进行了比较。

2018 年发布的API 报告中包含了2015 年发布的API 技术报告附录中的全部更新内容。 它包括四个方程， 这些方程根据外径 （D） 与壁厚（t） 的比值以及材料的屈服强度来预测挤毁类型， 挤毁的类型如图1 所示， 分别为屈服强度挤毁、 塑性挤毁、 过渡挤毁和弹性挤毁。 它们共同构成了所谓的“最小性能” 预测模型。

图1 API 规定的管柱挤毁类别

应用于API WG 2370 工作数据集的K&T 模型是API/ISO WG2b 在第5 指导委员会 （SC5）下开发的， 首次在API/ISO TR 10400：2007 中提出。……