多轴交变载荷下套管长圆螺纹疲劳失效分析及寿命预测

谢士远，赵朝阳，关志刚，王宏峰，宋 琳，林铁军，张 强

(1.中国石油新疆油田分公司，新疆 克拉玛依 834000； 2.西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川 成都 610500； 3.中国石油玉门油田分公司，甘肃 酒泉 735000)

0 引 言

作为套管管柱中最薄弱的部位，套管螺纹在下放套管以及压裂过程中极易产生疲劳损坏，进而造成套管柱断裂等严重事故。关于套管疲劳寿命，国内外许多学者开展了大量研究。Mnaosn等[1-2]研究了发生疲劳破坏时的载荷反向次数同塑性应变幅的关系。练章华、林铁军等[3-5]通过有限元方法对不同应力减轻槽的钻铤公螺纹接头的疲劳寿命进行了分析预测。吴应喜[6]针对偏梯形套管螺纹建立了几何相似的缺口多轴疲劳试件，并对其进行了弹塑性有限元分析及寿命预测。彭嵩[7]等利用LMBP人工神经网络方法建立了连续油管疲劳寿命预测模型。齐维闯、吴志荣等[8-9]分别提出了多轴载荷下的疲劳寿命估算方法和疲劳测试方法。Narayanan[10]利用Dang Van模型建立了钻井工具在特定应力下发生疲劳失效的判断依据。高德利等[11]基于应力应变两参数、三参数模型以及manson-coffin模型，对套管钻井螺纹接头的疲劳寿命进行预测。张智等[12]通过多轴疲劳算法，在钻杆接头螺纹根部引入可控的残余压应力进行疲劳寿命预测，认为改善螺纹表面质量可以大幅提高疲劳寿命。但目前关于压裂施工中因多轴交变载荷导致套管螺纹的疲劳失效及寿命预测的研究较少。因此，利用有限……