Es wurden neue Einsichten in das Spannungs-Dehnungs-Verhalten von Ölfeldrohren unter dem Einfluss von Keiltopfsystemen gewonnen, die eine verbesserte technische Einsatzfähigkeit ermöglichen. Die Arbeit besteht aus einem experimentellen und einem theoretischen Teil. Die experimentellen Arbeiten wurden unter Anwendung der OCTG-Testeinrichtungen am ITE durchgeführt. Es gelang erstmals die Konzeption und Konstruktion eines innovativen ad hoc-Messsystems zur Bestimmung der Verformung des Rohrdurchmessers. Die Modellierung der Belastungsbedingungen mittels eigener neuer theoretischer Modelle, die Finite-Element-Analysen einschließen, zeigten eine bessere Übereinstimmung gemessener und vorhergesagter Ergebnisse als alle vorhergehenden zu diesem Zweck herangezogenen Modelle. Folgende wissenschaftlich-technischen Erfolge wurden erzielt: (1) Zum ersten Mal konnte ein experimentelles 3D-Verformungsprofil der inneren Oberfläche eines belasteten Ölfeldrohr-Testkörpers gemessen und visualisiert werden. (2) Im Gegensatz zur früheren Methode der Annahme eines solchen Profils konnte nun ein gemessenes Profil der inneren Oberfläche in einem verbesserten analytischen Modell zur Beschreibung des Spannungs-Dehnungs- und Kollapsverhaltens des Prüfkörpers verwendet werden. (3) Gemessene und analytisch prognostizierte Ergebnisse konnten erstmals mittels Finite-Element-Analysen verifiziert werden. (4) Es konnte maßgeblich zu einem verbesserten Verstehen der Wechselwirkungen zwischen Keiltopfsystemen und Ölfeldrohren beigetragen werden. (5) Ein neues Konzept für die adäquate Auswahl eines geeigneten Keil-Greifsystems durch die Definition spezieller Auswahlkriterien wurde eingeführt. Auf Grundlage der vorliegenden Forschungsarbeit konnte die Annahme, dass der Radialdruck eher zwei Maxima als den in früheren Arbeiten angenommenen einen Peak zeigt, bestätigt werden. Weiterhin wurde ein vollständiger Vergleich aller verfügbaren Testergebnisse zur Bewertung der Genauigkeit der verschiedenen Modelle durchgeführt. Es hat sich gezeigt, dass sich das neu eingeführte Modell als wesentlich konservativer und genauer erweist als frühere Modelle. Schließlich wurden auf Basis der Erkenntnisse neue Empfehlungen und Auswahlkriterien definiert, die Ölfeldingenieuren zukünftig die schwierige Auswahl geeigneter Keiltopfsysteme für kritische Anwendungsbereiche erheblich erleichtern können.

    The project is best described as an applied science project. By its execution new insights were gained about the stress-strain behavior of OCTG under the influence of slip gripping systems allowing their improved technical use. The work consists of an experimental and a theoretical part. The experimental work was carried out by making use of the OCTG testing facilities of ITE. An innovative ad hoc measurement system was designed and built to measure the diameter deflection which differentiates this work from earlier investigations. Modeling the loading conditions by using own new theoretical models including finite element analyses showed a better agreement between measured and predicted results than the previous models. The following scientific and technologic contributions were achieved: (1) For the first time, a 3D experimental deflection profile for the inner surface of a loaded OCTG test specimen was measured. (2) The measured profile for the inner surface was used in an improved analytical model to describe the stress-strain behaviour and failure of the test specimen rather than assuming a profile, as done in the past. (3) Measured and analytically predicted results were verified by finite element analyses. (4) The understanding of the interaction between slip gripping system and the OCTG was improved. (5) A new concept for proper selection of the slip gripping system was introduced (selection factors). This research confirms that the distribution of radial pressure shows two peaks rather than only one as it was described by other previous authors. A complete comparison of all the available testing results was also performed in order to evaluate the accuracy of the different models. The new model is more conservative and accurate than the earlier models. In conclusion some new recommendations and selection factors are defined. This was performed in order to assist the engineers in the selection of slip gripping systems for critical applications.


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    Title :

    Investigation on the interaction between tubular products and slip gripping systems


    Contributors:

    Publication date :

    2013


    Size :

    87 Seiten, 85 Bilder, 7 Tabellen, 30 Quellen



    Type of media :

    Theses


    Type of material :

    Print


    Language :

    English






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    DOMEC BRENNAN S / ANGELLE JEREMY RICHARD | European Patent Office | 2018

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