GOST R 54918-2012

• gost-r-54918-2012.pdf (1.50 MiB)
  ГОСТ Р 54918-2012

GOST R 54918−2012 (ISO/TR 10400:2007) Rury обсадные, elektrowni szczytowo-sprężarki, wiertarki i rury do rurociągów ropy naftowej i gazu ziemnego. Formuły i obliczenia właściwości

GOST R 54918−2012
(ISO/TR 10400:2007)

NORMA KRAJOWA FEDERACJI ROSYJSKIEJ

RURY ОБСАДНЫЕ, ELEKTROWNI SZCZYTOWO-SPRĘŻARKI, WIERTARKI I RURY RUROCIĄGÓW DLA PRZEMYSŁU NAFTOWEGO I GAZOWEGO

Formuły i obliczenia właściwości

Casing, tubing, drill and line pipes for petroleum and natural gas industries. Equations and calculation of properties

OX 75.180.10
OKP 13 2100
13 2700
13 2400
13 9000

Data wprowadzenia 2013−10−01

Przedmowa

1 PRZYGOTOWANY Подкомитетом PC 7 «Rury gwintowane naftowego asortymentu» Technicznego komitetu normalizacyjnego TC 357 «Stalowe i żeliwne rury i zbiorniki na podstawie autentycznego tłumaczenia na język rosyjski, o którym mowa w pkt 4 międzynarodowego standardu, który jest wykonany SP. z o. o. «Specjalistyczne tłumaczeniowa firma «Interservis"

2 WPISANY komitet Techniczny dla normalizacji TC 357 «Stalowe i żeliwne rury i cylindry"

3 ZATWIERDZONY I WPROWADZONY W życie Rozporządzenie Federalnej agencji ds. regulacji technicznej i metrologii od 27 czerwca 2012 r. nr 123-st

4 Niniejszy standard jest zmienione w stosunku do międzynarodowego standardu ISO/10400:2007* «Przemysł naftowa i gazowa. Formuły i obliczenia z definicji cech obudowy, elektrowni szczytowo-sprężarek, rur wiertniczych i rurociągów stosowane jako obudowy lub elektrowni szczytowo-sprężystych rury» (ISO/TR 10400:2007 «Petroleum and natural gas industries — Equation and calculation for the properties of casing, tubing, drill pipe and line pipe used as casing or tubing»), poprzez:

— zmiany pojedynczych słów (fraz, wartości wskaźników, referencji), zaznaczonych w tekście niniejszego standardu kursywą*;

— zmiany poszczególnych elementów strukturalnych (przedmiotów, liter, akapitów, терминологических artykułów, tabel i rysunków), zaznaczonych w tekście niniejszego standardu kursywą i полужирной pionowej linii, znajduje się na marginesie tego tekstu**;

— wprowadzenia dodatkowych słów (fraz, wartości wskaźników, referencji), zaznaczonych w tekście niniejszego standardu pogrubioną kursywą*;

— wprowadzenia dodatkowych elementów strukturalnych (podrozdziałów, punktów, liter, akapitów, терминологических artykułów, tabel i rysunków), zaznaczonych w tekście niniejszego standardu полужирной pionowej linii, znajduje się na marginesie tego tekstu**;

— zmiany jego struktury, aby zapewnić zgodność z zasadami ustanowionymi przez вГОСТ P 1.5 (podrozdziały 4.2 i 4.3). Porównanie struktury niniejszego standardu ze strukturą określonego standardu międzynarodowego opisane w dodatkowej aplikacji TAK.
________________
* W papierowym oryginale oznaczenia i numery norm i dokumentów normatywnych w sekcjach 2 powołania Normatywne»; «3 Terminy i definicje», «10 Obliczanie trwałości sprzęgła przy działaniu ciśnienia», «11.1 postanowienia Ogólne» «Aplikacja DB» znajdują się zwykłą czcionką; zaznaczone w tekście znakiem «» podano pogrubioną kursywą, reszta w tekście dokumentu wyróżnione kursywą;
** W wersji elektronicznej pionowa linia znajduje się po prawej stronie na marginesie tekstu. — Uwagi producenta bazy danych.

Nazwa niniejszego standardu zmieniona względem nazwy określonego standardu międzynarodowego do doprowadzenia do zgodności z GOST R 1.5 (podrozdział 3.5).

Przy stosowaniu niniejszego standardu zaleca się stosowanie zamiast odwołania międzynarodowych standardów odpowiadające im normy krajowe Federacji Rosyjskiej i międzypaństwowe standardy, informacje o nich znajdują się w dodatkowym załączniku DB

5 WPROWADZONY PO RAZ PIERWSZY


Zasady stosowania niniejszego standardu nie jest ustawiony w GOST R 1.0−2012 (w sekcji 8). Informacja o zmianach do niniejszego standardu została opublikowana w corocznym (według stanu na 1 stycznia bieżącego roku) informacji o indeksie «Krajowe standardy», a oficjalny tekst zmian i poprawek — w comiesięcznym biuletynie indeksie «Krajowe standardy». W przypadku rewizji (wymiany) lub odwołania niniejszego standardu powiadomienie zostanie opublikowany w najbliższym wydaniu miesięcznego wskaźnika informacyjnego «Krajowe standardy». Odpowiednia informacja, powiadomienie i teksty umieszczane są także w systemie informatycznym do wspólnego użytku — na oficjalnej stronie Federalnej agencji ds. regulacji technicznej i metrologii w sieci Internet (gost.ru)

Wprowadzenie

Niniejszy standard został zaprojektowany w celu przejścia federacji przemysłu do światowej praktyce obliczenia charakterystyki obudowy, elektrowni szczytowo-sprężarek, rur wiertniczych i rur, rurociągów, wykonywanej zgodnie z międzynarodowym standardem ISO/10400, usuwanie barier w handlu, zastosowania zgodnego i взаимозаменяемой produktów, zwiększenia porównywalności wyników obliczeń, zwiększenia poziomu projektowania i doboru rur dla różnych warunków zastosowania.

W ISO/10400 przedstawiono obliczenia charakterystyki rur w детерминистическом i вероятностном (lub statystyczną) podejściach, polegających w porównaniu do przewidywanych obciążeń, których działania mają być rury, i ich oczekiwanej odporności na działanie takich obciążeń. Jak obciążenia i korozję rur, pojedynczo lub wspólnie, mogą być zmienione za pomocą odpowiednich współczynników obliczeniowych.

Przy детерминистическом podejściu do obliczania jedynego wartości wskaźników właściwości użytkowych konstrukcji wykorzystują nominalne parametry geometryczne i właściwości rur. Przy вероятностном podejściu te same parametry i właściwości są wykorzystywane jako losowe wartości, które otrzymują statystyczny rozkład wskaźnika właściwości użytkowych. Taki rozkład właściwości użytkowych w połączeniu z określoną dolną процентилем pozwala uzyskać ostateczny szacunkowej formułę.

ISO/10400 nie rozważa obliczenia studni w ogóle, a określenie przewidywanych obciążeń, zawiera tylko wzory obliczeniowe, służące do określania odporności rur do określonej obciążenia, niezależnie od ich pochodzenia. Również w nim podane formuły wartości granicznych, które mogą być wykorzystane do określenia odporności konkretnej próbki ze znanymi geometrii i właściwości, a także formuły używane do projektowania studni na podstawie konserwatywnych ocen parametrów geometrycznych i właściwości rur. Wybór wartości współczynników stosowanych do obliczeń, w miarę możliwości, pozostaje dla użytkownika standard.

Niniejszy standard jest zmodyfikowany w stosunku do ISO/10400 w związku z koniecznością uzupełnienia rozmiarów, typów połączeń gwintowych i grup wytrzymałości obudowy, elektrowni szczytowo-sprężarek, rur wiertniczych i rur, rurociągów, powszechnie stosowanych w federacji przemysłu naftowego i gazowego.

Modyfikacja niniejszego standardu w odniesieniu do ISO/10400 jest w następujący sposób:

— uzupełnione wzory i zalecenia do rur, wykonanych według standardów na обсадные i elektrowni szczytowo-sprężarkowe rury (GOST R 53366), wiercenie i cięcie rury (GOST R 54383) i rury do rurociągów (GOST ISO 3183);

— uzupełnione obliczenia dla obudowy i elektrowni szczytowo-sprężystych rury grup wytrzymałości К72 i Q135, średnicami zewnętrznymi 146,05; 250,83; 323,85 i 425,45 mm, z przyłączami gwintowanymi ОТТМ, ОТТГ, RURY, НКТВ, НКМ;

— wykluczone gwintowane Extreme-line i Całka-wspólnego, nie stosowane w federacji przemysłu;

— wykluczone wartości wskaźników wyrażone w amerykańskim systemie jednostek, które niepraktyczne stosować w narodowej standaryzacji i odpowiednią aplikację L;

— symbole wymiarów rur Wiersz 1 Wiersz 2 zastąpione odpowiednimi wartościami zewnętrznych średnic i grubości ścianek, wyłączone odpowiednie określenia «Rząd 1 (label 1)», «Wiersz 2 (label 2)»;

— informacje na temat historii rozwoju formuł zastąpione odpowiednimi linkami na źródło informacji.

Wzory i zalecenia niniejszego standardu mogą być zastosowane do obliczeń charakterystyk i właściwości tych rur (w tym z takimi złączkami), produkowanych zgodnie ze specyfikacjami i standardami korporacyjnymi.

1 Zakres zastosowania

Niniejszy standard stosuje się na обсадные, elektrowni szczytowo-sprężarkowe i wiercenie i cięcie rury dla przemysłu naftowego i gazowego, a także na rury do rurociągów stosowane jako obudowy i elektrowni szczytowo-sprężystych rury.

Niniejszy standard zawiera wzory i wskazówki niezbędne do obliczania różnych właściwości rur, w tym:

— właściwości użytkowe (odporność na osiowe obciążenia, ciśnienia wewnętrznego i zagniecenia);

— właściwości fizyczne;

— moment obrotowy przy złączu śrubowym;

— próbne ciśnienie hydrostatyczne;

— krytyczne wymiary produktów według różnych kryteriów badań;

— krytyczne wymiary sprzętu do badań;

— krytyczne wymiary próbek do badań.

Na podstawie poniższego wzoru do obliczania wskaźników właściwości użytkowych wyrobów zawiera informacje na temat stosowania tych wzorów.

Przedstawione w niniejszym standardzie formuły i zalecenia są przeznaczone do obliczania właściwości rur, wykonanych zgodnie z GOST R 53366, GOST R 54383 i GOST ISO 3183. Wzory i wskazówki mogą być również wykorzystywane do obliczania właściwości rur, wykonanych według innych standardów. Zakres zastosowania niniejszego standardu zawiera także rury, подвергавшиеся w procesie budowy zimnej deformacji, np. zimnej rotacyjnej edycji. Zakres zastosowania niniejszego standardu nie obejmuje rury, подвергавшиеся zimnej deformacji, po zakończeniu budowy, na przykład rozdaniu lub nawijania jej na szpulę w zatoce.

Przedstawione w niniejszym standardzie wzory stosowane do obliczania właściwości użytkowych rur według GOST ISO 3183 tylko w przypadku korzystania z takich rur jako obudowy i elektrowni szczytowo-sprężystych w studni lub w badaniach laboratoryjnych, z uwzględnieniem zgodności procesów obróbki cieplnej, edycja, granice plastyczności i innych parametrów takich rur podobne procesy, cech i parametrów obudowy i elektrowni szczytowo-sprężystych rury. Z tymi samymi warunkami aktualny standard może być stosowany do obliczania właściwości rur wiertniczych.

Aktualny standard i zawarte w nim formuły pozwalają połączyć oryginalne ustawienia budowy rur według GOST R 53366, GOST R 54383 i GOST ISO 3183 z oczekiwanymi wskaźnikami właściwości użytkowych. Wzory do obliczania właściwości nie są gwarantem tych właściwości. Producentowi przysługuje prawo do produkcji rur zgodnie z normami, które ustalają ich wymiary i właściwości fizyczne. Wzory służą punktem wyjścia dla konsumenta przy ocenie wskaźników eksploatacyjnych właściwości rur, konstrukcji studni lub nauce właściwości rur.

Niniejszy standard nie zawiera oficjalne zasady projektowania. Zawiera on wzory i przykłady obliczeń właściwości rur przeznaczonych do studni. Nie zawiera on wskazówki dotyczące definicji obciążeń działających na rury, lub wymaganego zapasu wytrzymałości. Konsument powinien samodzielnie określić obciążenie obliczeniowe i wybrać margines bezpieczeństwa, zapewniając bezpieczeństwo i skuteczność konstrukcji. Obciążenie obliczeniowe i margines bezpieczeństwa należy ustalać z uwzględnieniem doświadczeń branżowych zasad i warunków eksploatacji danego złoża.

Wszystkie formuły i wskaźniki właściwości użytkowych, zawarte w niniejszym standardzie, przeznaczone dla normalnych warunków eksploatacji i charakterystyki rur, odpowiednich GOST R 53366, GOST R 54383 i GOST ISO 3183. Obliczenia, które mogą być konieczne do szczególnych warunków pracy, znajdują się w załączniku D.

Zakres zastosowania niniejszego standardu nie obejmuje właściwości użytkowe rur przy dynamicznych obciążeniach i szczelność połączeń gwintowych rur.

W tym standardzie pozytywnymi zawsze za naprężenia rozciągające.

2 powołania Normatywne

_______________
* Jednoczesne korzystanie z łącza na dwa standardu oznacza, że takie standardy są wymienne do swoich wymagań.


W tym standardzie stosowane przepisy linki na następujące standardy:

GOST ISO 3183−2012 Rury stalowe rurociągów dla przemysłu naftowego i gazowego. Ogólne warunki techniczne

GOST R 51906−2002 Połączenia gwintowane obudowy, elektrowni szczytowo-sprężarek rur i rurociągów i gwintowane sprawdziany do nich. Ogólne wymagania techniczne

GOST R 53365−2009 Rury обсадные i elektrowni szczytowo-sprężarkowe i sprzęgła do nich. Podstawowe parametry i kontrola połączeń gwintowych. Ogólne wymagania techniczne

GOST R 53366−2009 (ISO 11960:2004) Rury stalowe stosowane jako obudowy lub elektrowni szczytowo-sprężystych rury do studni w przemyśle naftowym i gazowym. Ogólne warunki techniczne

GOST R 54383−2011 (ISO 11961:2008) Rury stalowe wiertarki dla przemysłu naftowego i gazowego. Warunki techniczne

Uwaga — Podczas korzystania z niniejszym standardem wskazane jest, aby sprawdzić działanie odwołania standardów w systemie informatycznym do wspólnego użytku — na oficjalnej stronie Federalnej agencji ds. regulacji technicznej i metrologii w sieci Internet lub rocznego dla wskaźnika «Krajowe standardy», który opublikowany został według stanu na dzień 1 stycznia bieżącego roku, a w wersji miesięcznego wskaźnika informacyjnego «Krajowe standardy» za rok bieżący. Jeśli wymieniony referencyjny standard, na który dana недатированная link, zaleca się korzystać z aktualną wersję tego standardu, z uwzględnieniem wszystkich wprowadzonych w tej wersji zmian. Jeśli wymieniony referencyjny standard, na który dana datowany na link, zaleca się korzystać z wersji tej normy z wymienionych powyżej roku zatwierdzenia (przyjęcia). Jeśli po zatwierdzeniu niniejszego standardu odniesienia standard, na który dana datowany na link, wprowadzono zmiany, mające wpływ na pozycję, na którą dana link, to jest to pozycja zaleca się stosować bez uwzględnienia tej zmiany. Jeśli referencyjny standard anulowane bez wymiany, to stan, w którym dana link do niego, zaleca się stosować w części, nie wpływających na ten link.

3 Terminy i definicje

W tym standardzie stosowane terminy według GOST R 53365, GOST R 53366, GOST R 51906, a także następujące terminy z odpowiednimi definicjami:

3.1 probabilistyczny podejście (probabilistic method): Podejście, zgodnie z którym do obliczenia rozkładu wskaźników eksploatacyjnych właściwości używają rozkład wskaźników parametrów geometrycznych i właściwości metalu.

3.2 główne napięcie (principal stress): Napięcie w głównej płaszczyzny, w której naprężenie ścinające jest równa zero.

Uwaga — Przy każdym intensywnym stanie w dowolnym miejscu istnieją trzy wzajemnie prostopadłe płaszczyzny, w których naprężenia ścinające są równe zeru. Składniki normalnych naprężeń w tych płaszczyznach są naprężeniami głównymi. Największą z tych trzech napięć nazywa się największą głównym napięciem.

3.3 ciśnienie zniszczenia (fracture pressure): Wewnętrzne ciśnienie, przy którym następuje zniszczenie rury z powodu rozprzestrzeniania się niedoskonałości.

3.4 детерминистический podejście (deterministic method): Podejście, uwzględniające, że wszystkie zmienne, wskaźniki określające właściwości użytkowych, dokładnie znane.

Uwaga — Wskaźniki właściwości użytkowych rur zależą od jednego lub kilku parametrów kontrolnych. W formułach stosowanych w детерминистическом podejściu, są konkretne parametry geometryczne i właściwości metalu dla obliczeń pojedynczej wartości wskaźników właściwości użytkowych. Przy obliczeniach projektowych wartość ta jest oczekiwane minimum.

3.5 prawdziwa krzywa naprężenie-odkształcenie (true stress-strain curve): Krzywej we współrzędnych prawdziwe napięcie (współrzędna y) — logarytmiczna deformacja (współrzędna x).

3.6 prawdziwe napięcie, napięcie Cauchy ' ego (true stress, Cauchy stress): Napięcie, definiowaną jako stosunek siły działającej na powierzchnię ciała, do ostatecznego placu tej powierzchni.

3.7 współczynnik zmienności (coefficient of variance): Bezwymiarowa zmienna losowa, zdefiniowaną jako stosunek odchylenia standardowego do wartości średniej.

3.8 logarytmiczna deformacja (logarithmic strain): Wartość liniowego odkształcenia ciała rury równa naturalnego логарифму stosunki długości końcowej ciała rury do jej długości początkowej.

Uwaga — Logarytmiczna deformacja może być również równej naturalnego логарифму kwoty jednostki i obliczonej na odkształcenia.

3.9 expression plastic zniszczenie (ductile rupture -): Zniszczenie ciała rury w obszarze odkształcenia, spowodowane wewnętrznym ciśnieniem i/lub wzdłużnie rozciąganie.

3.10 projektowa deformacja (engineering strain): Wartość liniowego odkształcenia ciała rury, zdefiniowaną jako stosunek zmiany długości ciała rury do jej długości początkowej.

3.11 napięcie pomiarowe (engineering stress): Napięcie, definiowaną jako stosunek siły działającej na powierzchnię ciała do początkowej powierzchni tej powierzchni.

3.12 podręcznik (template): Dokument zawierający formuły, metody badań i pomiarów, przeznaczony dla ustalenia wskaźników projektowych właściwości użytkowych.

3.13 przesunięcie granicy plastyczności (yield stress bias): Wartość zdefiniowaną jako stosunek rzeczywistej granicy plastyczności do określonej minimalnej granicy plastyczności.

3.14 statystyczne podejście (synthesis method): Podejście, zgodnie z którym niepewność i prawdopodobnych wartości wskaźników eksploatacyjnych właściwości rur określają, za pomocą rozkładu wskaźników parametrów geometrycznych i właściwości metalu.

Uwaga — w Celu określenia statystycznego rozkładu wskaźników eksploatacyjnych właściwości to rozkład rozważają w połączeniu z formułą wartości granicznych. Rozkład wskaźników eksploatacyjnych właściwości w połączeniu z wyszukanym dolnym процентилем określają ostateczny wygląd obliczonej formuły.

3.15 płynność (yield): Stała неупругая deformacja.

3.16 płynność ciała rury (pipe body yield): stan Naprężenia, przy którym rozpoczyna się okres metalu w dowolnym miejscu ciała rury.

3.17 poziom akceptacji (inspection threshold): Maksymalny rozmiar niedoskonałości typu pęknięcia, dopuszczalny określonymi wymaganiami.

3.18 formuły wartości graniczne (limit state equations): Formuły, które w zależności geometrycznych parametrów i właściwości metalu próbki rur pozwalają określić kryterium zniszczenia rur.

Uwaga — Według wzoru granicznych wartości określa się z maksymalną dokładnością wskaźników eksploatacyjnych właściwości pojedynczej próbki rur bez odchyleń granicznych tej próbki.

3.19 formuły projektowych wartości granicznych (design equations): Formuły, pozwalające w oparciu o wymagania norm lub pomiarów określić wskaźniki właściwości użytkowych, wykorzystywanych w obliczeniach projektowych.

Uwaga — Wzór projektowych wartości granicznych może być uzyskana poprzez podstawiania uzasadnionych granicznych zmiennych w formule wartości granicznych w celu określenia oczekiwanych parametrów eksploatacyjnych właściwości z określonym poziomem bezpieczeństwa. Formuła projektowych wartości granicznych, czerpiąca statystycznych drogą, odpowiada określonej dolnej процентилю krzywej rozkładu prawdopodobieństwa trwałości.

3.20 liczba zwojów na cal (threads per inch): Liczba zwojów gwintu na długości 25,4 mm.

Uwaga — 1 zwój na cal wynosi 0,0394 rewolucja na milimetr, 1 zwój na milimetr wynosi 25,4 zwoje na cal.

3.21 skuteczna napięcia (effective stress): Napięcie, który pasuje do potrzeb napięcie, spowodowane ciśnieniem, i naprężenie osiowe, używane w niniejszym standardzie w celu uproszczenia wzorów.

Uwaga — Skuteczne napięcie w takiej postaci, w jakiej jest stosowany w niniejszym standardzie, nie stanowi pewną wielkość fizyczną. Stanowi ono wartość, niezależną od podłużnego napięcia, ciśnienia wewnętrznego i zewnętrznego ciśnienia i wielkości rury, do stosowania w niektórych formułach. Czasami nazywa się fikcją napięciem Любинского.

4 Oznaczenia

W tym standardzie zastosowano następujące oznaczenia:

 — wcisk przy ręcznym złączu śrubowym;

 — odległość od czoła sprzęgła do podłoża trójkątnym piętno przy ręcznym złączu śrubowym;

 — powierzchnia przekroju krytycznego słabszego składnika połączenia;

, ,  — wymiary narzędzia do badania mające gospodarcza;

 — krytyczny rozmiar narzędzia do badania mające gospodarcza;

 — powierzchnia przekroju według średnicy wewnętrznej;

 — powierzchnia przekroju sprzęgła;

 — powierzchnia przekroju rury w płaszczyźnie ostatniego zwoju gwintu z pełnym profilem;

 — powierzchnia przekroju średnicy zewnętrznej;

 — powierzchnia przekroju rury;

 — średnia powierzchnia przekroju rury;

 — powierzchnia przekroju poprzecznego próbki do badania na rozciąganie;

 — w formule wartości granicznych — największa rzeczywista głębokość niedoskonałości typu pęknięcia; w formule projektowych wartości granicznych — maksymalna głębokość niedoskonałości typu pęknięcia, невыявленного system kontroli;

 — głębokość niedoskonałości, porównywalne z konkretnym poziomem akceptacji, czyli największa głębokość niedoskonałości typu crack, która może być przyjęta przez układ kontroli jako dozwolonej niedoskonałość;

 — średnia wartość relacji używane podczas регрессионном analizie;

 — parametr rozkładu Weibulla;

 — odległość między ściankami matrycy lub podporami podczas badania kierunkowe gospodarcza;

 — gięcie rur — odwrotność promienia gięcia do osi rury;

 — zmienna losowa, który charakteryzuje niepewność modelu;

 — średnica wewnętrzna rury;

 — średnica wewnętrzna lądowania;

 — średnica wewnętrzna rury, obliczony współczynnik ;

 — średnica wgłębienia gwintu sprzęgła w płaszczyźnie czoła rury przy mechanicznym złączu śrubowym;

 — średnica wewnętrzna gwintu rury w płaszczyźnie czołowej sprzęgła przy mechanicznym złączu śrubowym, mm;

 — nominalna średnica zewnętrzna rury;

 — średnia średnica zewnętrzna rury po cięcia;

 — średnia średnica zewnętrzna rury;

 — średnia średnica zewnętrzna rury do cięcia;

— nominalna średnica zewnętrzna specjalnego sprzęgła;

 — średnica zewnętrzna czołowej płaszczyźnie zwykłego sprzęgła ze specjalnej obwódką;

 — nominalna średnica zewnętrzna zwykłego sprzęgła;

 — maksymalna średnica zewnętrzna rury;

 — minimalna średnica wewnętrzna rury;

 — średnica zewnętrzna gwintu rury;

 — moduł Younga;

 — średnia średnica gwintu w środku złączki do połączeń SŁOŃCE i ОТТМ lub średnica wytaczania sprzęgła do połączeń НКМ i ОТТГ;

 — średnia średnica gwintu w płaszczyźnie czołowej sprzęgła;

 — średnia średnica gwintu w płaszczyźnie czoła rury;

 — średnia średnica gwintu w płaszczyźnie ręcznego jego uszkodzeniu;

 — średnia średnica gwintu w głównej płaszczyzny;

— liczba Eulera lub podstawa logarytmu naturalnego, równego 2,718281828;

— mimośród;

 — stopnie swobody;

 — funkcja gęstości objętościowej prawdopodobieństwa zmiennych wektora ;

 — cięcie na впадинам profilu rurociągów gwintu;

 — osiowa;

— elementem skutecznego osiowej siły, nie spowodowane wygięciem;

 — skuteczna siła osiowa;

 — siła osiowa w przypadku plastyczności według wzoru Barlow;

 — długość gwintu z niepełnym profilem;

 — funkcja wartości granicznych;

 — współczynnik wpływu do krzywej FAD wartości granicznych;

 — współczynnik wpływu do krzywej FAD wartości granicznych;

 — współczynnik wpływu do krzywej FAD wartości granicznych;

 — współczynnik wpływu do krzywej FAD wartości granicznych;

 — współczynnik wpływu do krzywej FAD wartości granicznych;

 — wysokość profilu trapezowym gwintu;

 — współczynnik, uwzględniający kształt krzywej naprężenie-odkształcenie;

 — wysokość profilu trójkątnym gwintu;

 — wysokość oryginalnego profilu trójkątnym gwintu;

 — moment bezwładności przekroju poprzecznego rury;

 — średni moment bezwładności przekroju poprzecznego rury;

 — moment zginający;

 — biegunowy moment bezwładności przekroju poprzecznego rury;

 — odległość od czoła rury do połowy sprzęgła przy mechanicznym złączu śrubowym;

 — odporność metalu do zniszczenia;

 — odporność metalu do zniszczenia w określonym środowisku;

 — współczynnik intensywności naprężeń na podstawie J-całki;

J-całka — natężenie pola naprężeń i odkształceń w pobliżu wierzchołka pęknięcia;

 — współczynnik intensywności naprężeń w wierzchołku pęknięcia;

 — tymczasowa zmienna w formule kryterium plastyczności von Misesa zgodnie z normą [1] lub [2];

 — współczynnik wytrzymałości na zniszczenia, uzyskany na podstawie wyników badań;

 — tymczasowa zmienna w formule kryterium plastyczności von Misesa zgodnie z normą [1] lub [2];

 — tymczasowa zmienna w formule kryterium plastyczności von Misesa zgodnie z normą [1] lub [2];

 — stała w formule sprężystego wypadkowa;

 — współczynnik korygujący, uwzględniający deformacji rury i деформационное utwardzenie metalu;

 — współczynnik przesunięcia do sprężystego wypadkowa;

 — step-down współczynnik dla projektowanego sprężystego wypadkowa;

 — współczynnik wydłużenia;

 — współczynnik korygujący dla wartości granicznych sprężystego wypadkowa;

— współczynnik korygujący dla tablicy danych w tabeli E. 1;

 — współczynnik służący do ustalenia minimalnej grubości ścianki rury, wystarczające do uzyskania poprzecznego próbki do badania na klucz zginanie;

 — współczynnik wzmocnienia dla krzywej prawdziwego naprężenia-odkształcenia;

 — współczynnik przeliczania długości;

 — współczynnik lepkości zniszczenia metalu w określonym środowisku;

 — współczynnik korygujący dla obliczenia masy;

 — współczynnik konwersji napięć;

 — stosunek napięcia, wywołanego wewnętrznym ciśnieniem, i granicy plastyczności;

 — geometryczny współczynnik górnego kwadrantu w formule kryterium plastyczności von Misesa zgodnie z normą [1] lub [2];

 — geometryczny współczynnik dolnego kwadrantu w formule kryterium plastyczności von Misesa zgodnie z normą [1] lub [2];

 — współczynnik intensywności naprężeń;

 — współczynnik korygujący na odchylenie od średniej;

 — step-down współczynnik w formule projektowych wartości granicznych;

 — step-down współczynnik we wzorze wartości granicznych;

 — współczynnik, uwzględniający ustalona graniczna odchyłka grubości ścianki rury;

 — współczynnik przeliczania masy na jednostkę długości;

— współczynnik korygujący dla obliczania średniej średnicy gwintu w płaszczyźnie czołowej sprzęgła;

 — współczynnik przesunięcia plastycznego wypadkowa;

 — step-down współczynnik dla projektu plastycznego wypadkowa;

 — współczynnik korygujący dla wartości granicznych plastycznego wypadkowa;

 — współczynnik czułości;

— długość elementu przejściowego wewnętrznej lądowania;

 — długość Od typu próbki;

 — odległość od czoła rury przed rozpoczęciem przejściowego fazy lądowania;

 — minimalna długość gwintu z wierzchołkami pełnego profilu od końca rury;

 — długość rury z uwzględnieniem wykończenia końców;

- długość wiązania przy mechanicznym złączu śrubowym połączenia z nominalnymi parametrami geometrycznymi;

— długość elementu przejściowego zewnętrznej lądowania;

— wewnętrzna długość lądowania;

 — długość rury;

 — długość sprzęgła;

 — moc детерминистическая obciążenie;

 — współczynnik obciążenia;

 — całkowita długość gwintu rury;

 — odległość od czoła rury do płaszczyzny ręcznego jego uszkodzeniu;

 — długość gwintu rury z pełnym profilem;

— szacowana masa rury;

 — masa zwykłego sprzęgła;

 — masa sprzęgła okładzinowych ;

 — masa sprzęgła, usuwana podczas wykonywania specjalnej sfazowania;

 — masa sprzęgła ze specjalnej obwódką;

— wzrost masy rury przy zewnętrznej i wewnętrznej высадках;

— wzrost masy rury przy zewnętrznej lądowania;

— wzrost masy rury przy wewnętrznej lądowania;

 — szacowana masa rury długości ;

 — masa rury bez gwintu i lądowania na jednostkę długości;

 — masa, usuwana podczas gwintowania na rurze;

 — masa rury z gwintem i zaciskiem na jednostkę długości;

 — masa rury po wylądowaniu na jednostkę długości;

 — niepewność modelu;

— odległość od czoła sprzęgła do płaszczyzny ręcznego jego uszkodzeniu;

 — moment obrotowy;

— liczba badań na miażdżenia;

 — liczba badań;

 — liczba zwojów w parowania;

 — овальность;

 — skok gwintu;

— obowiązujące ciśnienie;

 — ciśnienie wypadkowa;

— limit ciśnienia;

 — ciśnienie wypadkowa w obecności ciśnienia wewnętrznego;

 — ciśnienie projektowe wypadkowa;

 — ciśnienie projektowe wypadkowa z poprawką na ciśnienie wewnętrzne;

 — ciśnienie wypadkowa z poprawką na osiowe napięcie i ciśnienie wewnętrzne;

 — ciśnienie sprężystego wypadkowa;

 — różnica ciśnień sprężystego wypadkowa;

 — ciśnienie projektowe sprężystego wypadkowa;

 — limit ciśnienie sprężystego wypadkowa;

— prawdopodobieństwo awarii rury przy пластическом zniszczeniu;

 — próbne ciśnienie hydrostatyczne;

 — ciśnienie wewnętrzne;

 — ciśnienie wewnętrzne przy zniszczeniu;

 — ciśnienie wewnętrzne w przypadku wycieku;

 — ciśnienie wewnętrzne przy пластическом zniszczenia rury z uszczelnieniem czołowym uszczelką;

 — z poprawką na obciążenie osiowe i zewnętrzne ciśnienie;

 — zmiana ciśnienia zwojów gwintu sprzęgła i króćców na siebie w wyniku jego uszkodzeniu, po aplikacji ciśnienia wewnętrznego;

 — ciśnienie wewnętrzne wystąpienia plastyczności w тонкостенной rurze;

 — ciśnienie wewnętrzne wystąpienia plastyczności w sprzęgle;

 — ciśnienie wewnętrzne wystąpienia plastyczności w grubościennej rury z uszczelnieniem czołowym uszczelką;

 — ciśnienie wewnętrzne wystąpienia plastyczności w grubościennej rurze z otwartymi końcówką;

 — wytrzymałość połączenia;

 — różnica ciśnień;

 — zewnętrzne ciśnienie;

 — limit zewnętrzne ciśnienie przy смятии;

 — ciśnienie plastycznego wypadkowa;

 — ciśnienie średnie plastycznego wypadkowa;

— ciśnienie zwojów gwintu sprzęgła i króćców na siebie w wyniku jego uszkodzeniu;

— limit ciśnienie szczelności połączenia;

 — ciśnienie przejściowego upadku;

 — limit ciśnienie wypadkowa;

 — ciśnienie plastycznego wypadkowa;

 — różnica ciśnień plastycznego wypadkowa;

 — ciśnienie projektowe plastycznego wypadkowa;

 — różnica między ciśnieniem według von Misesa i grubości ścianki;

 — ciśnienie wypadkowa po osiągnięciu granicy plastyczności;

 — ciśnienie plastycznego upadku na Dorsza;

 — limit ciśnienie plastycznego wypadkowa;

 — ciśnienie plastycznego wypadkowa według von Misesa;

 — średnica otworu w płaszczyźnie czołowej sprzęgła;

 — współrzędna promieniowa;

— promień trzpienia (stempla) do badania mające gospodarcza;

— promień matrycy do badania mające gospodarcza;

 — napięcie resztkowe przy negatywnym kompresji na wewnętrznej powierzchni;

 — cięcie na впадинам profilu trójkątnym gwintu;

 — odchylenie standardowe relacji , wykorzystywanych do analizy regresji;

 — odległość między płytkami przy сплющивании;

 — rms dokładność oceny na podstawie wzoru regresji;

 — nominalna grubość ścianki rury;

 — średnia grubość ściany bez uwzględnienia niedoskonałości typu pęknięć;

 — średnia grubość ścianki rury;

 — maksymalna grubość ścianki rury;

 — minimalna grubość ścianki rury;

 — maksymalna grubość ścianki bez względu na niedoskonałości typu pęknięć;

 — minimalna grubość ścianki bez względu na niedoskonałości typu pęknięć;

 — zbieżność;

 — wektor zmiennych losowych;

 — wskaźnik niezawodności pierwszego rzędu;

 — współczynnik odkształcenia;

 — logarytmiczna deformacja;

 — odkształcenie odpowiadające ustalonej minimalnej granicy plastyczności;

— wartość średnia;

— średnia wartość ciśnienia wypadkowa dla zestawu wyników badań na miażdżenia;

 — średni obliczony mimośród;

 — średnia ;

 — średnia projektowa овальность;

 — średni szacowany napięcie resztkowe przy negatywnym kompresji na wewnętrznej powierzchni;

 — współczynnik Poissona;

 — liczba pi;

 — prawdopodobieństwo awarii;

 — kąt specjalnej sfazowania;

 — non-dochody udział populacji;

 — odchylenie standardowe;

 — składnik osiowego napięcia, nie spowodowane wygięciem;

 — składnik osiowego napięcia, spowodowane wygięciem;

 — prawdziwe napięcie (napięcie Cauchy ' ego);

 — efektywna napięcie;

 — napięcie skuteczne;

 — napięcie w ścianie rury przy гидростатическом klinicznej;

 — тангенциальное napięcie;

 — maksymalne naprężenie główne;

 — promieniowy napięcie;

 — napięcie resztkowe;

 — odchylenie standardowe zestawu wyników badań na miażdżenia;

 — próg napięcia;

 — wytrzymałość na rozciąganie reprezentatywne próbki;

 — określony minimalna wytrzymałość na rozciąganie;

 — określony minimalna wytrzymałość na rozciąganie dla sprzęgła;

 — określony minimalna wytrzymałość na rozciąganie dla ciała rury;

 — wytrzymałość reprezentatywne próbki na rozciąganie dla ciała rury;

 — granica plastyczności reprezentatywne próbki na rozciąganie;

 — odpowiednik granica plastyczności w przypadku osiowego napięcia;

 — efektywna napięcie plastyczności w przypadku osiowego napięcia;

 — określony minimalna granica plastyczności przy rozciąganiu;

 — określony minimalna granica plastyczności przy rozciąganiu dla sprzęgła;

 — określony minimalna granica plastyczności przy rozciąganiu dla ciała rury;

 — granica plastyczności reprezentatywne próbki na rozciąganie dla rury;

 — wydłużenie przy szacunkowej długości próbki 50,0 mm;

 — касательное napięcie skrętną;

 — zmiana masy po obróbce wszystkim.

5 Skróty

W tym standardzie stosowane następujące skróty:

SŁOŃCE — rodzaj ciężkiej połączenia okładzinowych z gwintem trapezowym;

EU — typ połączenia elektrowni szczytowo-sprężystych rury z posadzone na zewnątrz końcówkami z gwintem trójkątnym;

FAD — wykres oceny prawdopodobieństwa zniszczenia;

LC — typ połączenia okładzinowych z długim gwintem trójkątnym;

NU — typ połączenia elektrowni szczytowo-sprężarek rur z gwintem trójkątnym;

PDF — ustawienia funkcji rozkładu prawdopodobieństwa;

CDF — funkcja skumulowanego rozkładu;

SC — typ połączenia okładzinowych z krótkim gwintem trójkątnym;

MES — model elementów skończonych;

NKT — typ połączenia elektrowni szczytowo-sprężarek rur z gwintem trójkątnym;

НКТВ — typ połączenia elektrowni szczytowo-sprężystych rury z posadzone na zewnątrz końcówkami z gwintem trójkątnym;

НКМ — typ połączenia elektrowni szczytowo-sprężarek rur z gwintem trapezowym i węzłem uszczelnienia «metal-metal»;

ОТТМ — typ połączenia okładzinowych z gwintem trapezowym;

ОТТГ — typ połączenia okładzinowych z gwintem trapezowym i węzłem uszczelnienia «metal-metal».

6 Trójwymiarowa płynność ciała rury

6.1 postanowienia Ogólne

Podczas analizy trójwymiarowej plastyczności ciała rury są stosowane kryterium von Misesa. Elastyczne stan, co prowadzi do powstania plastyczności, występuje przy zachowaniu następujących czynników:

a) promieniowego i тангенциального napięć, określonych formuł Lamie dla cienkościennego cylindra;

b) równomiernego osiowego napięcia od wszystkich źródeł, oprócz gięcia;

c) osiowego napięcia ugięcia dla belki Tymoszenko;

d) naprężenia ścinającego skrętną momentem, skierowanym wzdłuż osi rury.

Bardziej szczegółowe informacje na temat obliczania trójwymiarowej plastyczności ciała rury znajdują się w załączniku A.

6.2 Założenia i ograniczenia

6.2.1 postanowienia Ogólne

Wzory (1)-(7) opierają się na wymienionych w 6.2.2−6.2.5 założeniach.

6.2.2 Koncentryczne i obwód przekroju poprzecznego rury

Formuły dla radialnych i stycznych naprężeń, gięcia i skręcania opierają się na założeniu, że przekrój rury składa się z zewnętrznej i wewnętrznej okręgów, концентричных i posiadających odpowiednią formę.

6.2.3 Изотропная płynność

Granica plastyczności rury zakłada się niezależnych od kierunku. Zakłada się, że właściwości podłużnych i poprzecznych próbek są identyczne, mają takie same moduły sprężystości i poza plastyczności przy rozciąganiu i ściskaniu.

6.2.4 Brak naprężeń

Przy ustalaniu wystąpienia plastyczności przyjęto, że szczątkowym napięciami występującymi w trakcie procesu produkcyjnego, można pominąć.

6.2.5 Zmienność przekroju (miażdżenia) i drążek niestabilność (выгнутость)

Jeśli to możliwe miażdżenia przekroju z powodu utraty stabilności jeszcze przed wystąpieniem plastyczności. Wypadek upadku, gdy zewnętrzne ciśnienie więcej wewnętrznego, patrz w sekcji 8. Podobnie, gdy 0 jest możliwa utrata stabilności wzdłużnej rury do wystąpienia plastyczności i zginające napięcia od łukowe należy wziąć pod uwagę podczas sprawdzania na płynność.

6.3 Wymagania dotyczące danych pierwotnych

Do obliczenia trójwymiarowej plastyczności ciała rury potrzebne są następujące dane źródłowe:

 — gięcie rur — odwrotność promienia gięcia do osi rury, rad/m;

 — nominalna średnica zewnętrzna rury, mm;

 — osiowa, N;

 — określony minimalna granica plastyczności przy rozciąganiu, Mpa;

 — współczynnik, uwzględniający ustalona graniczna odchyłka grubości ścianki rury, równy 0,875 do odchyłki minus 12,5%;

 — wewnętrzne ciśnienie, Mpa;

 — zewnętrzne ciśnienie, Mpa;

 — załączony moment obrotowy N·m;

 — nominalna grubość ścianki rury, mm.

6.4 Formuła projektu trójwymiarowej plastyczności ciała rury

Występowanie plastyczności określa się w następujący równością

, (1)

gdzie odpowiada sprężystej stanu;

 — efektywna napięcie, Mpa;

 — określony minimalna granica plastyczności przy rozciąganiu, Mpa.

Efektywna napięcie obliczamy według wzoru

; (2)

przy tym:

; (3)

; (4)

; (5)

; (6)

; (7)

gdzie  — efektywna napięcie, Mpa;

 — promieniowe naprężenia, Mpa;

 — тангенциальное napięcie, Mpa;

 — składnik osiowego napięcia, nie spowodowane wygięciem, Mpa;

 — składnik osiowego napięcia, spowodowane wygięciem, Mpa;

 — касательное napięcie skrętną, Mpa;

 — wewnętrzne ciśnienie, Mpa;

 — średnica wewnętrzna rury, obliczony współczynnik , równy , mm;

 — współczynnik, uwzględniający ustalona graniczna odchyłka grubości ścianki rury, równy 0,875 do odchyłki minus 12,5%;

 — nominalna grubość ścianki rury, mm;

 — zewnętrzne ciśnienie, Mpa;

 — nominalna średnica zewnętrzna rury, mm;

 — współrzędna radialna, dla , i , dla i ;

 — średnica wewnętrzna rury, równy , mm;

 — osiowa, N;

 — powierzchnia przekroju rury, równa , mm;

 — moment zginający, N·m;

 — moment bezwładności przekroju poprzecznego rury, równy , mm;

 — moduł Younga, równy 206,9 Hpa;

 — gięcie rur — odwrotność promienia gięcia do osi rury, rad/m;

 — załączony moment obrotowy N·m;

 — biegunowy moment bezwładności przekroju poprzecznego rury, równy , mm.

Znak ± we wzorze (6) wskazuje na to, że składnik osiowego napięcia, spowodowane wygięciem, może być pozytywna (przy rozciąganiu) lub negatywnej (po kompresji) w zależności od położenia rozpatrywanego punktu przekroju poprzecznego. Od ugięcia w punktach przekroju, znajdujących się bliżej środka promienia gięcia, niż podłużna oś rury, powstają naprężenia ściskające, a w punktach przekroju, położonych dalej od centrum promienia gięcia, niż podłużna oś rury, powstają naprężenia rozciągające.

Jednostką pomiaru zmiennej jest radian na metr, co nie jest typowe dla przemysłu naftowego i gazowego. Najczęściej stosowaną jednostką pomiaru zmiennej jest stopni na 30 m. Do tłumaczenia jednostki stopni na 30 m w radianów na metr prawej stronie wzoru (6) należy pomnożyć przez stałą /(180·30) lub 5,8178·10.

W przypadku gięcia formuła (2) musi mieć 4 rozwiązania: dla zewnętrznej i wewnętrznej powierzchni rury przy rozciąganiu i ściskaniu. W przypadku gwintu formuła (2) musi mieć 2 rozwiązania: dla zewnętrznej i wewnętrznej powierzchni rury. W przypadku braku skręcanie i zginanie formuła (2) powinien mieć jedno rozwiązanie: dla wewnętrznego promienia rury. We wszystkich przypadkach do wzoru (1) należy zastąpić największą wartość zadaną .

W wyniku obliczeń, przedstawionego w niniejszej podsekcji, określają stan naprężenia, co prowadzi do płynięcia metalu rur w przypadku najgorszych właściwości tego metalu, czyli przy minimalnych dopuszczalnych wartości tych właściwości. Grubość ścianki rury przy tym biorą równej minimalnej dopuszczalnej grubości ścianki przy эксцентриситете, który jest naturalnym czynnikiem procesu produkcji rur.