, c ограничением 0, (38)
при этом - предельное давление упругого смятия, МПа;
- предельное давление пластического смятия, МПа;
- понижающий коэффициент;
- поправочный коэффициент для предельных значений упругого смятия, равный 1,089;
- модуль Юнга, равный 206,9 ГПа;
- коэффициент Пуассона, равный 0,28;
- средний наружный диаметр трубы, мм;
- средняя толщина стенки трубы, мм;
- поправочный коэффициент для предельных значений пластического смятия, равный 0,9911;
- предел текучести представительного образца при растяжении, МПа;
- овальность, равная , %;
- максимальный наружный диаметр трубы, мм;
- минимальный наружный диаметр трубы, мм;
- эксцентриситет, равный , %;
- максимальная толщина стенки трубы, мм;
- минимальная толщина стенки, мм;
- остаточное напряжение при отрицательном сжатии на внутренней поверхности, и положительном растяжении на внутренней поверхности, МПа;
- коэффициент, учитывающий форму кривой напряжение-деформация.
Примечание - Для данной формулы используют фактические значения , , , , , , .
Значения коэффициентов , и были получены эмпирически по результатам испытаний на смятие, см. стандарт [3], приложение F.
Результаты испытаний на смятие по [6] позволяют предположить, что формула (35) неприменима для труб с очень тонкой стенкой и значительными сжимающими остаточными напряжениями .
8.2.2 Формулы проектной стойкости к смятию (функция распределения вероятности множества)
8.2.2.1 Проектное давление смятия под действием наружного давления
Формулы (35)-(38) предназначены для расчета предельной стойкости к смятию, т.е. они прогнозируют момент фактического разрушения обсадных труб. Для расчетов используют заниженные значения давлений упругого и пластического смятия, соответствующие минимальному уровню безопасности, отражающему требуемый уровень надежности TRL. В этом случае минимальный уровень безопасности был получен путем умножения давлений упругого и пластического смятия на понижающие коэффициенты и соответственно, как показано далее.
, (39)
где
; (40)
, (41)
при этом - проектное давление смятия, МПа;
- понижающий коэффициент для проектного упругого смятия;
- давление упругого смятия, МПа;
- понижающий коэффициент для проектного пластического смятия;
- давление пластического смятия, МПа;
- понижающий коэффициент, равный 0,22 - для труб, подвергнутых холодной ротационной правке, и 0,20 - для труб, подвергнутых горячей ротационной правке;
- модуль Юнга, равный 206,9 ГПа;
- коэффициент Пуассона, равный 0,28;
- номинальный наружный диаметр, мм;
- номинальная толщина стенки, мм;
- заданный минимальный предел текучести при растяжении, МПа.
Следует учитывать, что и рассчитывают по номинальным размерам и заданному минимальному пределу текучести, а не по фактическим значениям, как для предельной стойкости к смятию.
8.2.2.2 Проектное давление смятия под действием комбинированной нагрузки
Осевое растяжение понижает стойкость к смятию, а внутреннее давление повышает ее.
В настоящем подпункте приведен метод расчета стойкости к смятию под действием одной или обеих нагрузок, основанный на формуле Клевера-Тамано по [7].
Осевое растяжение не влияет на давление упругого смятия, т.e. находят, используя формулу (40)
, (42)
где - разность давлений и , МПа;
- наружное давление, МПа;
- внутреннее давление, МПа;
- понижающий коэффициент для проектного упругого смятия;