套管挤毁试验之一般试验要求

2022-07-29 0 编辑:亿威仕 | 试验机

套管挤毁试验可分为两类:

1)纯外压挤毁试验:在均匀的纯外压下套管挤毁试验,主要测定在均匀的纯外压下套管的临界挤毁压力。

2)在轴向拉伸条件下的外压挤毁试验:在一定的轴向拉伸载荷条件下加上均匀外压的套管挤毁试验,主要测定由于套管自重产生的或其他附加轴向拉伸载荷影响下,套管承受均匀外压的临界挤毁压力。

其一般试验要求如下:

1、试验机

挤毁试验机应包括加压装置、挤毁容器以及控制和数据采集装置。如果进行在轴向拉伸载荷下的外压挤毁试验,还应包括轴向加载装置。

2、试验用计量器具的检定

所有测量仪器和试验机均应定期检定,检定报告副本应列入试验记录中。

2.1 测量仪器的检定

用于试验的测量仪器包括压力传感器、载荷传感器、压力表等计量器具。其均应由省市级以上计量部门进行定期检定,并注明测量仪器的精度。只有检定合格后,试验数据方可有效。

2.2 试验机的标定

挤毁试验的试验机均应由省市级以上计量部门定期进行整机标定。通常每年标定一次,如对其有疑问,可增加标定次数。标定应在最小至最大范围(即加载范围)内选择10个等量点进行,标定两次。在加载范围内,试验机整机精度应小于1%。由于本标准涉及轴向拉伸力和压力两种载荷,故对应这两种加载系统应分别进行标定。

2.3 试验机的校验

当试验机通过了计量部门的定期标定后,在每次进行挤毁试验之前,还需进行日常标定,即校验。

3、试样安装要求

3.1 压力传感器

压力传感器应与试样的挤毁容器连通,并不得放置在压力源附近。待挤毁容器满液体(水、油或乳化液)后,应将压力传感器安装在液体注入孔处。

3.2 试样安装

对于纯挤毁试验不得给试样施加轴向或环向约束;对于在轴向拉伸条件下的外压挤毁试验,不得给试样施加环向约束。管体内表面应不承受内压,挤毁容器内应完全充满液体,将空气排空。

3.3 轴向加载试验

试样中心线与试验机的中心线应重合,不允许偏心加载。

4、压力和载荷控制要求

4.1 压力

压力是指施加于试样的外压力。对试样进行加压时,应尽量降低加压速率,以便精确地采集压力数据,通常加压以不大于 35MPa/min 的加压速率进行。

4.2 载荷

在复合加载试验中,总的轴向载荷应视为机械载荷与压力引起的轴向附加载荷之和。对试样进行加载或卸载时,其轴向加载速率应使轴向应力变化不大于 35MPa/min。

5、数据采集和记录

所有试验都应记录压力与时间关系曲线图(如图 1 所示)、轴向载荷与时间关系曲线图,记录仪选择比例和速率应适当。每次挤毁试验都应对挤毁试样有图片记录,并注明挤毁位置及类型,任何与试验有关的原始数据都应记录在案。

图 1 外压力与时间关系曲线示意图

图 1 外压力与时间关系曲线示意图

6、应变测量

6.1 应变测量的目的

每次试验中可对试样进行应变测量。应变测量主要测试加压、加轴向拉伸载荷或复合加载过程中各测量点的应变数据。

6.2 应变片

每个测量点有两个应变片,其相互垂直,一个沿管体周向方向,另一个沿轴向方向。有关应变片的粘贴方法及数据采集系统的要求,可参考 API RP 5C5 的相关规定。

6.3 应变测量的注意事项

对于套管外表面的应变测量应注意以下问题:

a)在挤毁容器上应有导线引出孔和相应的密封堵头;

b)应变测量使用的压力介质应是变压器油等高效不导电液体,若使用水作压力介质,应选择防水应变片,并采用绝缘防护技术;

c)应变测量是在高压液态介质中进行的,压力效应(指由于高压介质对电阻丝栅的压力引起的电阻值的变化而产生的相应的附加应变)将对应变数据产生影响,因此需要对应变数据近行修正。