施志辉，范佳，许立，刘元伟

(大连交通大学 机械工程学院，辽宁 大连 116028)

0 引言

连续油管技术已经成为油气勘探开发领域中一项日益完善的新技术.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”［1］，而连续油管的使用寿命是制约整个装备的关键因素.因此，对连续油管在滚筒上塑性变形的力学行为分析很有必要.

国外主要利用实验来进行相关研究，而国内则主要集中于理论分析，包括对连续油管的疲劳、屈曲、挤毁等力学方面进行了一系列的探讨，并取得了一些成果［2-5］.但是，在现场设备的使用过程中，还有许多问题亟待解决.本文在前人的基础上，从工程实际出发，提出了对连续油管在滚筒上塑性变形时力学行为的研究.通过建立力学模型，分析了连续油管塑性变形时的受力，得到了滚筒转矩、油管拉力的计算公式，为连续油管在滚筒上的紧密缠绕与有序收放提供了理论数据.

1 研究条件

连续油管参数［6］:材料80号钢，外径 D=38.1mm，内径d=32.9mm，屈服强度σy=552 MPa，弹性模量E=2.1×105MPa.滚筒参数:轴心直径范围为2 134～3 404mm，在工程实际中，连续油管尽量不要满载，并且油管基于材料本身特性，存在一个卷绕半径极限，超过该值时通过增大卷绕半径的方法来延长连续油管循环寿命无太大意义［7］.取缠绕半径 R=1 200mm，这也与文献［7］中的实验数据相符.

连续油管在纯弯曲状态下的弹性极限半径公式:

将油管参数代入式(1)，得到该类型油管的最小屈服半径Rmin=7 247mm，而缠绕半径R=1 200mm.R远远小于Rmin，所以……