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连续油管技术装备由于其应用范围广,被誉为“万能作业装备”,连续油管(Coiled Tubing简称CT)在每次作业过程中要承受至少6次塑性弯曲变形,这些变形经过多次作业导致低周疲劳是连续管典型的失效模式。因此,对连续油管开展疲劳寿命预测是一项十分重要的工作。本文针对连续油管在井下工作的复杂状态,在现有的电子万能拉伸试验机CMT5105基础上,设计并制造了专门的加压设备、卡具、模具以及弯曲、拉直工件等试验装置,开展2-3/8"、1-1/4"无损及具有典型初始损伤连续油管弯曲-拉直疲劳寿命累积损伤试验,得到连续油管疲劳寿命实验数据。通过查阅国内外文献及现场调研,统计归纳出连续油管的三种失效形式:变形失效、断裂失效、局部穿孔失效,得出影响连续油管疲劳寿命的6个几何参数(壁厚,椭圆度,凹陷深度,凹坑或孔的轴向长度,圆周长度和深度)。同时根据连续油管工作状态,建立了地面连续油管(通过卷筒、导向架、注入头处)及在起下、作业过程中井筒内连续油管的受力状态分析模型和计算方法,得到弯曲应力、轴向应力和环向应力;并且建立了连续油管在井下的螺旋弯曲状态分析方法,得到连续油管发生螺旋弯曲变形时产生的弯曲应力。依据连续油管疲劳实验数据,建立不同初始损伤形式的连续油管失效模型,得到连续油管椭圆度、壁厚及缺陷几何尺寸随工作应力和应变、循环次数变化的计算公式。采用三参数幂函数能量法建立了无损及有损伤连续油管疲劳寿命预测模型和计算公式,给出了连续油管在初始损伤条件(包括椭圆度、壁厚、表面局部凹坑、未穿透的轴向和圆周向裂纹)下的疲劳寿命计算方法。基于本文建立的理论方法对6套试件进行理论计算,并与实验对比,其实验测得的弯曲拉直循环次数与理论计算结果符合率均大于80%,理论得到的损伤数值(椭圆度、壁厚、表面局部凹坑、未穿透的轴向和圆周裂纹)与实验结果相对误差一般都小于10%。由现场测试3 口井(喇气106井、喇气108井、南1-11-P023井)的壁厚和椭圆度数值以及采用本项目的理论分析方法所计算出来连续油管的壁厚和椭圆度数值可知,其相对误差一般均小于20%。依据本文建立的疲劳寿命理论对连续油管在压裂、酸化、冲沙、气举等工况作业时的剩余疲劳寿命进行预测,为现场安全可靠施工提供理论依据。