一种管段强度的计算方法技术

本发明专利技术提供了一种管段强度的计算方法，用以计算同时具有内凹痕和外凹痕的管段的剩余强度，包括步骤：S100、对管段的内凹痕和外凹痕的参数进行分析，确定对管段剩余强度产生影响的内凹痕的第一参数和第二参数以及外凹痕的第三参数和第四参数；S200、计算内凹痕和外凹痕共同作用时管段失效压力P

【技术实现步骤摘要】
一种管段强度的计算方法


[0001]本专利技术涉及油气开采
，特别涉及一种管段强度的计算方法。

技术介绍

[0002]目前国内外已出台了不同的腐蚀管道剩余强度评价标准和评价体系方法，如：ASME B3IG准则、修正的B31G准则、ASME B31G
‑
2012标准、RSTRENG方法、DNV
‑
RP
‑
F101标准(2017)、PCORRC方法、SY/T6151
‑
2009标准等。这些计算方法仅适用于外腐蚀或内腐蚀单独作用的情况，无法对内、外腐蚀相互作用进行判别，因此准确计算内外均出现腐蚀管道的剩余强度。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供简便易行的一种管段强度的计算方法，能够精确计算出内外均出现腐蚀的管道的剩余强度，解决了内外腐蚀耦合作用下管道的剩余强度极限承载力不清的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
[0005]一种管段强度的计算方法，用以计算同时具有内凹痕和外凹痕的管段的剩余强度，所述管段的内径为R、外径为D、壁厚为t，包括步骤：
[0006]S100、对所述管段的所述内凹痕和所述外凹痕的参数进行分析，确定对所述管段剩余强度产生影响的所述内凹痕的第一参数和第二参数，以及对所述管段剩余强度产生影响的所述外凹痕的第三参数和第四参数；
[0007]S200、计算所述内凹痕和所述外凹痕共同作用时所述管段失效压力P
i
，同时计算所述内凹痕或者所述外凹痕单独作用时所述管段的失效压力P0；
[0008]S300、根据步骤S200中获得的P
i
和P0计算所述内凹痕和所述外凹痕之间的相互作用系数ω，并判断所述内凹痕和所述内凹痕是否存在相互作用，若是则进入S400；
[0009]S400、根据所述内凹痕的第一参数值d1、第二参数值L1和所述外凹痕第三参数值d2、第四参数值L2计算所述管段的剩余强度P
h
；
[0010]在S400中
[0011]其中，R
n
为所述管段的极限拉伸强度，K
d1
为所述第一参数作用系数，K
L1
为所述第二参数作用系数，K
d2
所述第三参数作用系数，K
L2
所述第四参数作用系数。
[0012]较优地，在步骤S100中包括步骤：
[0013]S110、通过有限元软件对所述管段的参数进行模拟，并获取各参数与所述管段失效压力之间的关系曲线图；
[0014]S120、通过对各参数与所述管段失效压力之间的关系曲线图的对比确定对述管段剩余强度能够产生影响的所述内凹痕的第一参数和所述第二参数，以及所述外凹痕的第三
参数和第四参数。
[0015]较优地，在骤S110包括：通过改变所述内凹痕的参数并计算其所对应的所述管段失效压力绘制该参数与所述管段失效压力之间的关系曲线图，同时，通过改变所述外凹痕的参数并计算其所对应的所述管段失效压力绘制该参数与所述管段失效压力之间的关系曲线图。
[0016]较优地，在步骤S200中，通过有限元软件计算所述内凹痕和所述外凹痕共同作用时所述管段失效压力P
i
和所述内凹痕或者所述外凹痕单独作用时所述管段的失效压力P0。
[0017]较优地，在步骤S300中，ω＝(P0/P
i
)
×
100％。
[0018]较优地，在步骤S300中，当ω＜95％时，则判断所述内凹痕和所述内凹痕存在相互作用。
[0019]较优地，在步骤S400中，根据所述内凹痕和所述外凹痕在沿所述管段轴向的距离S
L
，确定K
d1
、K
d2
、K
L1
、K
L2
。
[0020]较优地，当时，K
d1
＝1.092(r1+r2)/(S
L
+r1+r2),K
d2
＝0.918，其中r1为内凹痕的长半轴尺寸，r2为外凹痕的长半轴尺寸；
[0021]当时，K
d1
＝K
d2
＝1。
[0022]较优地，当时，K
L1
＝0.5925，K
L2
＝1.4223，
[0023]当时，K
L1
＝K
L2
＝1。
[0024]本专利技术的通过采用在步骤S400中根据所述内凹痕的第一参数值d1、第二参数值L1和所述外凹痕第三参数值d2、第四参数值L2计算所述管段的剩余强度P
h
的技术方案，能够精确计算出内外均出现腐蚀的管道的剩余强度，解决了内外腐蚀耦合作用下管道的剩余强度极限承载力不清的问题。
附图说明
[0025]图1为实施例一中的管段的强度计算方法流程图；
[0026]图2为外凹痕长度对应管段失效压力曲线图；
[0027]图3为外凹痕宽度对应管段失效压力曲线图；
[0028]图4为外凹痕深度对应管段失效压力曲线图；
[0029]图5为外凹痕长轴夹角对应管段失效压力曲线图。
具体实施方式
[0030]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本专利技术的管段强度的计算方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0031]实施例一
[0032]一种管段强度的计算方法，用以计算同时具有内凹痕和外凹痕的管段的剩余强度，管段的内径为R、外径为D、壁厚为t。如图1所示，包括步骤：
[0033]S100、对管段的内凹痕和外凹痕的参数进行分析，确定对管段剩余强度产生影响
的内凹痕的第一参数和第二参数，以及对管段剩余强度产生影响的外凹痕的第三参数和第四参数；
[0034]S200、计算内凹痕和外凹痕共同作用时管段失效压力P
i
，同时计算内凹痕或者外凹痕单独作用时管段的失效压力P0；
[0035]S300、根据步骤S200中获得的P
i
和P0计算内凹痕和外凹痕之间的相互作用系数ω，并判断内凹痕和内凹痕是否存在相互作用，若是则进入S400；
[0036]S400、根据内凹痕的第一参数值d1、第二参数值L1和外凹痕第三参数值d2、第四参数值L2计算管段的剩余强度P
h
；
[0037]在S400中
[0038]其中，R
n
为所述管段的极限拉伸强度，K
d1
为所述第一参数作用系数，K
L1
为所述第二参数作用系数，K
d2
所述第三参数作用系数，K
L2
所述第四参数作用系数。
[0039]实施例二
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管段强度的计算方法，用以计算同时具有内凹痕和外凹痕的管段的剩余强度，所述管段的内径为R、外径为D、壁厚为t，其特征在于：包括步骤：S100、对所述管段的所述内凹痕和所述外凹痕的参数进行分析，确定对所述管段剩余强度产生影响的所述内凹痕的第一参数和第二参数，以及对所述管段剩余强度产生影响的所述外凹痕的第三参数和第四参数；S200、计算所述内凹痕和所述外凹痕共同作用时所述管段失效压力P
i
，同时计算所述内凹痕或者所述外凹痕单独作用时所述管段的失效压力P0；S300、根据步骤S200中获得的P
i
和P0计算所述内凹痕和所述外凹痕之间的相互作用系数ω，并判断所述内凹痕和所述内凹痕是否存在相互作用，若是则进入S400；S400、根据所述内凹痕的第一参数值d1、第二参数值L1和所述外凹痕第三参数值d2、第四参数值L2计算所述管段的剩余强度P
h
；在S400中，其中，R
n
为所述管段的极限拉伸强度，K
d1
为所述第一参数作用系数，K
L1
为所述第二参数作用系数，K
d2
所述第三参数作用系数，K
L2
所述第四参数作用系数。2.根据权利要求1所述的管段强度的计算方法，其特征在于：在步骤S100中包括步骤：S110、通过有限元软件对所述管段的参数进行模拟，并获取各参数与所述管段失效压力之间的关系曲线图；S120、通过对各参数与所述管段失效压力之间的关系曲线图的对比确定对述管段剩余强度能够产生影响的所述内凹痕的第一参数和所述第二参数，以及所述外凹痕的第三参数和第四参数。3.根据权利要求2所述的管段强度的计算方法，其特征在于：在骤S110包括：通过改变所述内凹痕的参数并计算其所对应的所述管段失效压力绘制该参...

【专利技术属性】
技术研发人员：王观军，陈丽娜，范路，孙鑫宁，樊户伟，彭胜利，田旺，梁丽华，闫泰松，赵杰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司技术检测中心胜利油田检测评价研究有限公司，
类型：发明
国别省市：