快乐飞艇平台上:接待您拜候长沙鹏翔电子科技无限公司声发射分站

手艺操纵

您以后的地位:首页手艺操纵

抢先的声发射装备焦点供给商

手艺操纵

操纵声发射道理停止套管粉碎及时监测

宣布日期:2018-01-05 13:36    阅读次数:次

0  弁言
 
    油田开辟中前期,套管粉碎题目很是凸起,成为限制油气出产的首要瓶颈口]。对于套管粉碎的检测与展望手艺已停止了大批卓有用果的钻研口。8],其功效已普遍操纵于油田出产。可是套损检测与展望手艺均有其后天缺点:套损检测常常在套管粉碎后才停止,是一种主动行动;套损展望则相反,是基于汗青数据等综合身分停止的事前判定,其精度难以保障。因为套损形成的丧失很是庞大,是以更火急须要及时静态把握套管的变形环境,变主动为主动,尽早接纳办法,尽能够或许或许耽误套管的寿命。但今朝套损的及时监测手艺在国际外均为空缺。基于此,笔者提出了操纵声发射道理对套管粉碎状况停止及时监测的新思绪。
    声发射手艺是一种高活络度的静态无损检测诊断手艺,它能够或许或许持久、持续监测构件勾当性和宁静性[9’1⋯。因为能够或许在线监测而无需停产,大大削减了停产形成的丧失,是以获得了普遍的操纵。声发射手艺一样可用来及时监测套管状况。并且,煤油出产所用套管具备以下长处:
    ①布局不变性好。在固井后,套管将和水泥环及地层凝结为组合体。此时的套管不存在弯陆失稳题目,根基不打击载荷和振动影响,套管的变形也绝对照拟纯真,首要为挤毁、错断等情势。
    ②噪声影响小。因为深埋公开,除抽油机等出产东西备纪律的噪声外,根基不其余杂波的影响,这就为噪声的剔除和有用旌旗灯号的提取供给了能够或许或许。与操纵声发射手艺来诊断转动轴承、发念头磨损等扭转机器毛病比拟,煤油套管所受的噪声影响是很是弱的。
    ③金属的声发射旌旗灯号比拟不变。煤油出产所用套管均接纳优良高强度钢加工而成,同钢级、同尺寸、同壁厚套管的机能及其声发射旌旗灯号的靠得住性、反复性应当比通俗金属管材要好的多。这些都为声发射手艺的操纵缔造了有益前提。
    本文在操纵摹拟套管实现了套管粉碎及时监测先导性尝试的根本上,成立并完美了用于现实套管变形进程监测钻研的整套尝试装配。操纵现实套管停止了粉碎变形全进程声发射及时监测尝试,证实了套管变形进程中的声发射旌旗灯号与其响应的变形/应变旌旗灯号之间有明白的对应干系,发了然声发射旌旗灯号的阶段性纪律,从而为操纵声发射道理停止套管粉碎及时监测钻研奠基了现实根本。

1  摹拟套管粉碎声发射及时监测先导性尝试

    将声发射手艺用于套管粉碎及时监测钻研在国际外尚属初次。早期的斟酌不免有不周的地方,良多手艺难点和关头题目也必须经由进程尝试来发明、处理和完美。是以,起首停止先导性尝试是很是须要的。钻研中充实操纵和完美了现有前提,并购买了响应的新仪器,实现了尝试装配的设想与组装,触及到载荷施加、声发射旌旗灯号收罗、套管应变丈量等多方面内容。尝试装配包含:MTS-816资料尝试体系、MTS一286伺服加载体系、YEG一60A液压式压力尝试机、LOC—AT声发射仪、BZ2204多通道静态电阻应变仪、应变丈量体系等。摹拟套管接纳通俗25#钢加工而成。,
    尝试中获得了摹拟套管的变形量及响应声发射旌旗灯号随时候的变更干系(见图1)。为对照直观起见,将套管断面变形量(椭圆短轴标的目标变形间隔)与声发射积累能量绘于统一图中。能够或许看出,套管变形进程与其声发射旌旗灯号有着必然的对应干系,两者的变更趋向根基分歧。声发射旌旗灯号的渐变点比拟较着,而变形量曲线的反应首要是斜率的变更。这首要是因为声发射旌旗灯号比套管变形旌旗灯号敏理性更强而至。这一点也恰好凸起了声发射手艺的长处:构件的细小变形能及时直观地闪现出来。
    因为摹拟套管与现实套管的多少形状、受载前提、变形进程根基不异,是以,其声发射旌旗灯号的纪律也有必然的类似性。可是,因为摹拟套管存在较着焊缝,加上其资料机能(通俗25#钢)与接纳优良高强度钢的煤油公用套管存在较大差别,是以,摹拟套管也只能是在必然水平上类似反应现实套管的纪律。有须要在接纳摹拟套管实现先导性尝试、完美尝试计划后,接纳现实出产用套管迸一步深切钻研。

                 图1摹拟套管变形及其声发射旌旗灯号随时候变更图

2  现实套管粉碎声发射及时监测尝试
    现实套管的强度很大,必须有充足的外载能力将其挤压变形。是以接纳600kN的液压式压力机作为载荷源。图2为尝试装配图。为了使尝试功效具备代表性,挑选管径为244.5mm(9导in)、177.8mm(7in)和127mm(5in)的3种经常使用套管作为尝试工具。限于篇幅,这里仅以管径为244.5mm的套管为例对尝试功效停止阐发。

                               图2  声发射法监测套管粉碎尝试装配图
    图3为244.5mm套管变形粉碎进程中声发射积累计数、积累能量随时候的变更干系。由图可见,声发射旌旗灯号在套管变形进程中的阶段性很是较着,图中曲线的斜率在对应的渐变点处发生较着变更(箭头所指处)。与上述摹拟套管的尝试曲线对照能够或许发明,现实套管变形进程中声发射旌旗灯号的阶段性纪律加倍较着。缘由能够或许或许在于摹拟套管加工中的缺点较多,是以其声发射旌旗灯号的变更有必然的随机性。而现实煤油用出产套管接纳优良钢材颠末严酷的出产工艺加工而成,资料的不变性更好,响应的声发射旌旗灯号的纪律性更强。
                                   图3  声发射旌旗灯号随时候变更的干系曲线
    套管变形是一个迟缓的持续变更的进程。是以,肉眼没法辨认套管变形进程中的细小渐变,须要接纳主动持续丈量体系能力到达目标。为精确测得套管的变形环境,设置4个测点同步丈量,监测装配见图2。尝试中获得的套管随时候的变形功效见图4。

                              图4  套管变形随时候变更的干系曲线
    图4a、4b反应的变形进程很是符合。套管端面水平地位处在变形进程中一直处于紧缩状况,故其应变一直为负。在套管变形早期,原生的微裂隙闭合,变形速度绝对较快。而在套管变形中期,原生裂纹已闭合,发生的新裂纹较少,是以变形曲线比拟陡峭,变形速度绝对较低。因为煤油出产用套管的资料品质好,原生裂纹较之摹拟套管要少良多,是以前两个阶段的渐变点并不很是较着。在套管变形前期,因为大批裂纹的发生,套管已发生较着变形,曲线斜率较大,变形速度很快,套管进入加快变形阶段。
    图4c反应了套管断面45。地位处的应变环境。在套管变形早期,测点处受压。到了变形前期,套管已由圆形变成了卵形,此时测点处由受压变成了受拉,是以在变形曲线上显现了应变由增大变为减小的环境。操纵无限元软件摹拟套管变形进程也证实了这一点,这也从正面反应了丈量功效是实在靠得住的。
    一样,在60。地位测点处(见图4d),套管的应变也显现出了拉压交变的状况。在套管变形早期和前期,该测点均为拉伸变形。而在套管变形中期,该测点变形很小,处于拉压临界状况。
    由图4可见,套管的变形表现出较较着的阶段性。虽然与声发射旌旗灯号比拟,曲线的渐变点并不很是较着。可是经由进程曲线斜率的变更,仍能够或许比拟清楚的反应出套管变形的阶段性,这一点说了然操纵声发射手艺监测套管变形的上风,即声发射旌旗灯号比变形旌旗灯号更加敏感,套管的细小变更可由其声发射旌旗灯号的变更精确地反应出来。究其缘由,就在于声发射旌旗灯号的发生现实上源于套管本体资料在外力感化下发生的微裂纹。当发生的微裂纹很少时,套管表面并未发生变形。当外载持续加大,微裂纹数目愈来愈多时,响应的套管形状才发生可丈量到的变形旌旗灯号。因为套管壁较厚,且资料的强度很高,是以通俗不会发生脆裂性的粉碎,而是一个慢慢变更的进程,变更的快慢表现在变形曲线的斜率即变形速度上。
    为对照直观,将244.5ram套管的变形旌旗灯号与其声发射旌旗灯号随时候的变更功效绘于统一图中,如图5所示。较着,套管的变形与其响应的声发射旌旗灯号有着明白的对应干系,两者的曲线形状,渐变点地位等均符合较好。综合阐发套管的变形与声发射旌旗灯号特点,以为套管挤压变形进程中的声发射旌旗灯号大抵能够或许分为3个阶段,即初始变形期,稳态变形期和加快变形期。在初始变形期,声发射旌旗灯号频仍,但强度不大,首要为原生裂纹闭合而至;在稳态变形期,声发射旌旗灯号较弱,积累能量曲线比拟陡峭,申明原生裂纹已闭合,新的裂纹发生较少,套管变形不变增添;在加快变形期,声发射旌旗灯号频仍,且强度很大,申明有大批新的裂纹发生,套管敏捷粉碎。套管变形声发射旌旗灯号的阶段性为套管粉碎进程的及时监测供给了有益前提。
          图5    244.5mm套管的变形与其声发射旌旗灯号之间的干系图

3 会商
    套管变形及其声发射旌旗灯号的阶段性和声发射时域参数曲线上的渐变点或曲线斜率变更比拟较着,这些都为按照套管的声发射旌旗灯号来判定其变形水平缔造了有益前提。虽然套管粉碎声发射及时监测得出了使人鼓励的论断,但仍有大批的钻研有待停止,能力真正将声发射手艺操纵于出产现实。比方:①水泥环的影响。本次尝试中不斟酌水泥环,而现场现实发生套管粉碎的地位良多都位于已固井段。水泥环的粉碎会对套管声发射旌旗灯号阐发发生影响,展开具备水泥环前提下的相干钻研是很是须要的。②载荷范例的影响。煤油出产套管所蒙受的外挤载荷比拟庞杂,包含平均载荷、非平均载荷、点载荷等多种景象。本文斟酌的单向载荷只是此中一种,应增强多种载荷情势下套管粉碎的钻研任务。③噪声旌旗灯号剔除。室内前提能够或许报酬节制,根基可解除噪声的影响。而功课现场环境庞杂,噪声源多,是以须要按照套管声发射旌旗灯号的频域特点参数加以辨别[I⋯。④旌旗灯号传输题目。出产套管深埋公开,是以声发射旌旗灯号的传输与收罗是一项关头手艺。从今朝的环境看,声发射旌旗灯号的传输能够或许或许是该项手艺成长的另外一浩劫点。因为套管具备布局不变性好、变形情势纯真、资料性子不变、公开噪声旌旗灯号弱等长处,信任跟着迷信手艺的进一步成长,套管声发射旌旗灯号传输题目能够或许获得处理,声发射手艺终究将能够或许或许为煤油出产用套管粉碎的及时监测所接纳。
    总之,操纵声发射道理停止套管粉碎及时监测是一项有着庞大市场远景和操纵代价的钻研,其难度也比拟大,良多手艺难点有待处理。在经由进程室内尝试肯定套管变形量与其声发射旌旗灯号间的对应定量干系模子、打下开端现实根本后,应进一步增强钻研,慢慢处理相干手艺难点。

4论断
    钻研标明,套管变形进程中的声发射旌旗灯号与其响应的变形/应变旌旗灯号之间有明白的对应干系。套管挤,压变形进程中的声发射旌旗灯号的变更大抵能够或许分为3个阶段:初始变形期、稳态变形期和加快变形期。在初始变形期,声发射旌旗灯号频仍,但强度不大,首要为原生裂纹闭合而至;在稳态变形期,声发射旌旗灯号较弱,原生裂纹已闭合,新的裂纹发生很少,套管变形不变增添;在加快变形期,声发射旌旗灯号频仍,且强度很大,申明有大批新的裂纹发生,套管敏捷粉碎。
    为了使声发射手艺早日在煤油出产用套管粉碎及时监测中投入操纵,必须进一步增强水泥环前提、载荷范例对套管粉碎声发射旌旗灯号的影响和噪声剔除、旌旗灯号传输等方面的钻研。

参考文献:
[1]张先普,陈继明,张效羽,等.我国油田套管粉碎的缘由切磋[J].煤油钻采工艺,1996,18(5):7-12.(ZHANG Xian—pu,CHEN Jiming.ZHANG Xiao—yu.et a1.Discussion on causes of casing
failure in oilfields[J].Oil Drilling&,Production Technology,1 996,18(5):7-12.)
[2] 王同良,李万平.外洋套管粉碎监测与防治环境先容[A].首届天下套损办理钻研会论文集EC].北京:中国煤油自然气团体公司信息钻研所,2002.1—7.(WANG Tong—liang,I。I Wan-ping.Introduction of the overseas casing damage monitoring technology[A].Symposium of the 1 8‘meeting about casing damage problem in China[C].Beijing:Information Research Center,CNPC,2002.1 7.)
[3]张广清,陈勉,耿宇迪,等.坚实地层套管粉碎的影响身分钻研[J].煤油勘察与开辟,2005,32(1):112—1l 5.(ZHANG Guang—qing,CHEN Mian,GENG Yu di,et a1. Casing damage mechanism in sand producing formations[J].Petroleum Exploration and Development,2005,32(1):112—115.)
[4]赵平溪,李春荣,陆建辉.一类非线性体系的建模及其在套管粉碎趋向展望中的操纵[J].煤油勘察与开辟,1997,24(6):86—89.(ZHAO Ping—xi,I。I Chun rong,I,U Jian hui.Modeling for a class of nonlinear system and its application in predicting the casing failure trend[J].Petroleum Exploration and Development,1997,24(6):86 89.)
[5]王永东。徐公民,贺贵欣,等.套损井综合办理体系的开辟与操纵[J].煤油勘察与开辟,2002,29(3):81-84.(WANG Yong—dong,XU Guo—rain,HE Gui—xin,et a1.Development and application of integrated management system for casing damage well[J].Petroleum Exploration and Development,2002,29(3):8卜84.)
[6]余雷,薄岷.辽河油田热采井套损防治新手艺[J].煤油勘察与开辟,2005,32(1):116-118.(YU Lei,BOMin.Newtechnology for casing damage prevention and cure of thermal production wells in Liaohe Oilfield[J].Petroleum Exploration and Development,2005,32(1):116—118.)
[7]崔孝秉,岳伯谦,罗维东,等.灌水油田套管粉碎区套管粉碎展望法EJ].煤油大学学报(自然迷信版),1994,18(1):50—55.(CUI Xiao bing,YUE Bo qian,I。UO Wei—dong,et a1.A predictive method for casing damage wells of oilfield with water—ifijection[J].J ournal of the University of Petroleum,China(Edition of Natural Science),1994,18(1):50—55.)
[8]张效羽,张先普,赵国珍,等.展望套管寿命的一种新方式[J].煤油机器,1996,24(8):28 31.(ZHANG Xiao-yu,ZHANG Xian-pu,ZHAO Guo-zhen,et a1.New method for predicting service life of casings[J].China Petroleum Machinery,1996,24(8):28—31.)
[9]刘国光.程青蟾.声发射手艺及其在金属资料范畴的操纵[J].上海金属,2001,23(6):35—41.(I.IU Guo guang,CHENG Qing chan.Acoustic emission technology and its application to metal materials[J].Shanghai Metals,2001,23(6):35—41.)
[10]Savic,Milos,Cockram,et a1.Active acoustic monitoring of laboratory-scale hydraulic fracturing experiments[A].SPE 26263.1993.
[11]沈功田,耿荣生,刘时风.声发射旌旗灯号的参数阐发方式[J].无损检测,2002,24(2):72—77.(SHEN Gong—tian,GENG Rong sheng,LIU Shi—feng.Parameter analysis of acoustic emission signals[J].Nondestructive Testing,2002,24(2):72 77.)

第一作者简介:李军(1971-),男,河北海兴人,博士,中国煤油大学<北京)煤油自然气工程学院讲师,处置煤油工程岩石力学钻研。地点:北京市昌平区,中国煤油大学(北京)煤油自然气工程学院。

湖南省长沙高新区文轩路27号麓谷企业广场A4栋507 德律风:0731-84668116,85128115,85128116

Copyright © 2005~2019 长沙鹏翔电子科技无限公司 IS09001 Certified Acoustic Emission products

快乐飞艇是官彩还是私人彩票 快乐赛车app哪个好玩 快乐飞艇用哪个计划 澳洲快乐赛车pk拾计划 快乐飞艇开奖正规吗 快乐飞艇怎么玩内承 有快乐飞艇的彩票app 快乐飞艇定位胆技巧 三分钟快乐飞艇 彩票快乐飞艇玩法