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机械强度2026年第02期:含腐蚀缺陷套管剩余使用寿命预测评价

来源:期刊VIP网 时间:


作者:贾澳银;钱利勤;王杰;杨经纬;吴耀坤;韦明吉;

单位:长江大学机械工程学院;中国石油长庆油田分公司第四采气厂;

摘要:【目的】针对油田开发中套管腐蚀损坏严重、影响安全作业的问题,建立了一种套管剩余使用寿命预测方法,实现对含腐蚀缺陷套管剩余使用寿命的精准预测与安全性评估。【方法】首先,基于von Mises等效应力屈服准则,建立了套管-水泥环-地层三维耦合有限元模型,分析了腐蚀坑深度、角度对套管应力分布及挤毁外载荷的影响规律。其次,结合现场实测数据,利用粒子群算法优化高斯过程回归,构建了套管腐蚀速率预测模型。【结果】结果表明,套管Mises应力随腐蚀深度增加而增大,随腐蚀坑角度增大而减小;当腐蚀坑角度为20°时,应力集中效应最显著。所提模型对腐蚀速率的预测具有极高精度,平均相对误差仅为0.78%。通过整合有限元力学分析与人工智能速率预测,提出了一种定量评估套管剩余使用寿命的方法,为老油田套管的预防与治理提供了指导。

关键词:套管腐蚀缺陷;;有限元分析;;粒子群优化-高斯过程回归算法;;腐蚀速率;;剩余使用寿命

基金资助:国家自然科学基金项目(52204001);; 湖北省重点研发计划项目(2021BAA053)~~