利用CAE仿真技术和可靠性疲劳实验方法,研究了套管钻井中的有关力学问题。分析了不同径厚比套管的受力状态、磨损套管剩余强度、套管柱的振动模态和疲劳可靠度。研究结果表明,径厚比越大,套管管体Mises应力越大,套管发生失稳的临界荷载越小。对于均匀磨损,随着磨损长度的增大,套管的剩余抗拉和抗扭强度逐渐变大,并达到一个极限值;对于非均匀磨损,其剩余抗拉强度与磨损长度之间的关系均近似服从指数分布。两种磨损状态下,套管柱剩余抗拉和抗扭强度都随磨损量的增加而降低;套管柱外径对套管横向振动固有频率的影响大于径厚比对其的影响,纵向固有频率主要取决于管柱长度。运用可靠性方法,基于概率分析设计了单轴和双轴疲劳可靠性试验,得到了套管柱的单轴和双轴概率疲劳特性,推导出套管钻井的P—S—N曲线方程。

4．6 可靠性设计的基本概念与方法 一、结构可靠性设计概念 1．可靠性含义 可靠性是指一个产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力； 而一个工 业产品 (包括像飞机这样的航空飞行器产品 )由于内部元件中固有的不确定因素 以及产品构成的复杂程度使得对所执行规定功能的完成情况及其产品的失效时 间 (寿命 )往往具有很大的随机性，因此，可靠性的度量就具有明显的随机特征。 一个产品在规定条件下和规定时间内规定功能的概率就称为该产品的可靠度。 作为飞机结构的可靠性问题， 从定义上讲可以理解为： “结构在规定的使用载荷 ／环境作用下及规定的时间内， 为防止各种失效或有碍正常工作功能的损伤， 应 保持其必要的强刚度、 抗疲劳断裂以及耐久性能力。 ”可靠度则应是这种能力的 概率度量，当然具体的内容是相当广泛的。 例如，结构元件或结构系统的静强度 可靠性是指结构元件或结构系统的强度大于工作应力的概率，