钻杆应力疲劳寿命曲线试验研究

摘要：

钻杆的疲劳失效是引发钻井井下事故的主要原因，因此有必要对钻杆的应力疲劳寿命曲线进行试验研究。采用旋转弯曲疲劳试验机，研究了常用的S135和G105钻杆的疲劳性能；采用疲劳寿命对数正态分布模型，得出了任意存活率对应的应力疲劳寿命曲线；采用直接外推法和2m－1外推法将疲劳曲线延伸到长寿命区域，并将其外推结果与配对升降法试验结果进行了对比。升降法试验得出S135和G105钻杆的疲劳强度（存活率为99％，置信度为95％）分别为550.19 M Pa和454.79 M Pa；由直接外推存活率99％的曲线得到疲劳寿命为1.0×107时， S135和G105钻杆对应强度分别为510.23 M Pa和402.01 M Pa；由2 m－1外推法外推存活率99％的曲线得到疲劳寿命为1.0×107时，S135和G105钻杆对应强度分别为532.95 M Pa和428.98 M Pa。试验表明，2种外推方法得到的疲劳强度均低于试验值，2m 1外推法得到的疲劳强度值更接近升降法试验值，因此推荐使用2m－1外推法对概率应力疲劳寿命曲线进行外推来得到完整的疲劳寿命曲线。

关键词：钻杆、疲劳试验、疲劳强度、应力、疲劳寿命、外推法

分类号：TE921+.2(石油机械设备与自动化)

资助基金：国家自然科学基金项目“H2 S／CO2溶解度测试、预测及其与油套管完整性的相关性研究”编号51274170;“油井管力学和环境行为”四川省青年科技创新团队编号15CXTD0038资助。

在线出版日期：2015-09-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：124-128