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抽油杆疲劳可靠性分析

作　者: 王成文
导　师: 李其
学　校: 东北石油大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 抽油杆疲劳寿命可靠性 P-S-N曲线加工工艺
分类号: TE933.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

抽油杆作为油气田开采过程中的关键部件之一,其疲劳破坏在采油工程中十分普遍。尽管人们对抽油杆的疲劳破坏问题已十分重视,但是,近年来随着油田自然条件的逐步恶化,抽油杆的疲劳断裂现象在采油工程中仍然不断发生。因此,对抽油杆疲劳可靠性进行系统分析对预防和减少抽油杆疲劳破坏所引起的油田事故具有十分重要的意义。为了对抽油杆疲劳可靠性进行系统分析,本文针对抽油杆疲劳断裂的不确定性,运用统计学的方法,对抽油杆疲劳可靠性进行了系统的分析。为油田选用抽油杆提供了一些理论依据和判定方法。其次,考虑到加工和使用环节在改善机械设备疲劳可靠性方面起着至关重要的作用,文中还通过对抽油杆在加工工艺和使用过程中所产生的缺陷进行分析,提出了一些改善措施,从而在根本上提高抽油杆疲劳性能。主要的研究内容有:(1)运用数理统计方法,得出一种较为简单的计算抽油杆疲劳可靠度方法,并应用该方法计算出试验中所采用的抽油杆疲劳寿命达到106次的可靠度。(2)通过试验并运用疲劳统计方法对抽油杆疲劳寿命进行分析,得出抽油杆P-S-N曲线。并用定量方程随机化方法对S-N曲线三参数幂函数表达式进行简化,并通过试验数据求出S-N曲线的参数,得到抽油杆不同可靠度下S-N曲线公式。(3)通过对抽油杆加工工艺分析,得出加工过程中抽油杆容易产生的缺陷,并提出改进措施。同时还对使用过程中抽油杆容易产生的使用缺陷进行了分析并提出预防措施。从而有效地提高抽油杆的疲劳寿命。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
创新点摘要  6-9
第一章绪论  9-21
  1.1 选题的目的和意义  9
  1.2 国内外发展及研究状况  9-11
    1.2.1 抽油杆研究状况  9-11
    1.2.2 疲劳可靠性发展状况  11
  1.3 加工工艺和使用维护对抽油杆疲劳寿命的影响  11-20
    1.3.1 抽油杆加工工艺缺陷故障树的建立  12-13
    1.3.2 锻造引起的抽油杆缺陷及改进措施  13-15
    1.3.3 热处理引起的抽油杆缺陷及改进措施  15-16
    1.3.4 表面形变强化处理引起的抽油杆缺陷及改进措施  16-17
    1.3.5 机加工引起的抽油杆缺陷及改进措施  17-18
    1.3.6 抽油杆常见失效原因及分析  18-19
    1.3.7 抽油杆使用和维护  19-20
  1.4 本文研究的主要内容  20-21
第二章疲劳可靠性分析原理  21-34
  2.1 疲劳可靠度计算的原理和方法  21-25
    2.1.1 疲劳统计的基本概念  21-22
    2.1.2 疲劳统计中常用的概率分布函数  22-24
    2.1.3 可靠性数据的收集与整理  24-25
  2.2 母本参数估计  25-28
    2.2.1 母本参数点估计  26
    2.2.2 母体参数区间估计  26-28
  2.3 S-N 曲线及其测定方法  28-30
    2.3.1 S-N 曲线的定义及其数学表达式  28-29
    2.3.2 S-N 曲线的测定方法  29-30
  2.4 材料的P-S-N 曲线  30-33
    2.4.1 材料P-S-N 曲线的定义  31
    2.4.2 材料P-S-N 曲线的测定方法  31-33
  2.5 小结  33-34
第三章抽油杆疲劳寿命可靠度计算  34-46
  3.1 抽油杆疲劳寿命分析  34-36
    3.1.1 抽油杆受力情况  34-35
    3.1.2 抽油杆疲劳寿命计算原理  35-36
  3.2 抽油杆疲劳可靠度实验  36-43
    3.2.1 实验目的  36
    3.2.2 试验方法  36-42
    3.2.3 试验结果  42-43
  3.3 数据处理  43-45
    3.3.1 参数点估计  43
    3.3.2 区间估计  43-45
  3.4 抽油杆疲劳寿命可靠度计算  45
  3.5 小结  45-46
第四章抽油杆的 S-N 和 P-S-N 曲线的测定  46-56
  4.1 抽油杆P-S-N 曲线测定实验设计  46-47
    4.1.1 实验目的  46
    4.1.2 实验方法  46-47
  4.2 实验结果及分析  47-51
    4.2.1 试验结果  47-48
    4.2.2 数据分析  48-50
    4.2.3 P-S-N 曲线拟合  50-51
  4.3 三参数S-N 曲线的定量方程随机化  51-54
  4.4 计算实例  54-55
  4.5 小结  55-56
结论及展望  56-57
参考文献  57-60
发表文章目录  60-61
致谢  61-62
详细摘要  62-71

抽油杆疲劳可靠性分析

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