PE波紋管相關

波紋管膨脹過程的力學分析

波紋管放置到井下的固定位置後,波紋管的膨脹分2 個步驟,首先是完全作用於內管壁的均布內壓使其膨脹; 再就是用尺寸為圓管內徑的脹管器對波紋管整形。內壓膨脹和脹管器的膨脹結果如圖7 和圖8 所示。經過脹管器整形定徑後波紋管的不圓度有很大改善,從而達到提高波紋管強度的目的。

在模擬波紋管的膨脹過程中,首先在波紋管的內表麵施加16 MPa 左右的內壓,之後采用一定直徑的膨脹器進行膨脹。用直徑為245 mm 的脹管器膨脹後波紋管的Mises 應力雲圖如圖9 所示。膨脹後的最大直徑為271. 4 mm,最小直徑為261. 1mm,不圓度為3. 8%。

因井下波紋管外有岩層存在,相對於光管而言,岩層的彈性約束有助於波紋管在膨脹過程中的整形,即膨脹整形後波紋管將具有更小的不圓度和更高的抗外擠強度。為此,在管外側采用彈簧單元和實體單元模擬井下實際膨脹過程中岩石層對波紋管膨脹時的整形作用。膨脹後的Mises 應力雲圖如圖10 所示。

對成型後的波紋管內表麵施加均布壓力,3 種材料的波紋管抗內壓強度見表3。

波紋管的抗外擠強度通過在管外表麵施加均布外擠力得出。將波紋管在外擠壓力作用下,截麵尺寸變化曲線的曲率突變點所對應的外擠壓力作為抗外擠強度。

波紋管的抗外擠強度與管材強度及其包辛格效應、管體中存在的殘餘應力[3]、管體的不圓度和壁厚不均度等有關。對於一定的管材,經模具和成型工藝優化後的波紋管在膨脹後的抗外擠強度主要與此時管體的不圓度有關。水力膨脹後采用機械脹管器整形,可提高其圓度以及使其與井眼更好地貼合。


標簽:波紋管

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