RU2006121499A

RU2006121499A - Цементированные трубы

Info

Publication number: RU2006121499A
Application number: RU2006121499/06A
Authority: RU
Inventors: Стефен Д. БЕЙКЕР (AU); Стефен Д. БЕЙКЕР; Джон Терри ГУРЛИ (AU); Джон Терри ГУРЛИ; Хенрик ШТАНГ (DK); Хенрик ШТАНГ
Original assignee: Рокла Пти Лтд (Au); Рокла Пти Лтд
Priority date: 2003-11-19
Filing date: 2004-11-19
Publication date: 2007-12-27
Also published as: EP1694996A1; US20070181201A1; NZ547758A; CA2545417A1; CN1882799A; ZA200604358B; WO2005050079A1

Claims

1. Цементированная труба для подземного использования, включающая трубчатую стенку из армированной волокнами цементирующей матрицы или материала, который изготовлен обезвоживающей экструзией армированной волокнами цементирующей смеси и который имеет характерные свойства псевдодеформационного упрочнения (PSH), причем упомянутая стенка имеет отношение толщины к диаметру в пределах диапазона, а цементирующий материал и диапазон упомянутого отношения толщины к диаметру являются такими, что труба имеет характерные свойства при диаметральном квазистатическом изгибе (изгибании), когда подвергнута методу трехреберного давления, при этом упомянутые свойства являются такими, что результирующее напряжение, в функции кривой относительного смещения для трубы, когда она подвергнута такому способу, показывает, по существу, линейную область упругих деформаций, имеющую первый наклон S₁ от приблизительно 1000 МПа до 1700 МПа, и от предела пропорциональности (LOP) от приблизительно 4 МПа до приблизительно 12 МПа для области упругости до модуля упругости (MOR) для трубы от приблизительно 10 МПа до приблизительно 20 МПа, PSH область, которая за возможной переходной областью имеет наклон S₃, который является меньшим, чем наклон области упругих деформаций и составляет небольшое положительное значение, меньшее чем 0,04 S₁ до приблизительно 0,25 S₁; посредством чего труба, которая подвергнута генерирующим напряжение нагрузкам, вплоть до LOP, способна функционировать как жесткая труба, при генерирующих напряжение нагрузках степеней свыше LOP и до MOR, при этом труба способна функционировать как гибкая труба, вследствие влияния PSH.

2. Труба по п.1, в которой стенка имеет относительно низкое отношение толщины стенки к диаметру.

3. Труба по п.1, в которой для заданного диаметра стенки толщина стенки находится в пределах относительно узкого диапазона, с диапазоном толщины стенки для трубы, имеющим стенку с заданным большим диаметром, являющимся большим, чем диапазон толщины стенки для трубы, имеющей стенку заданного меньшего диаметра.

4. Труба по п.3, в которой диапазон толщины стенки для заданного внутреннего диаметра стенки является следующим для обозначенных внутренних диаметров стенки трубы:

Диаметр стенки Диапазон толщины стенки 225 мм 5-9 мм 375 мм 8-15 мм 750 мм 16-30 мм 2100 мм 45-85 мм

5. Труба по п.3, в которой диапазон толщины стенки для заданного внутреннего диаметра стенки является следующим для обозначенных внутренних диаметров трубы:

Диаметр стенки Диапазон толщины стенки 225 мм 6-8 мм 375 мм 9-13 мм 750 мм 20-26 мм 2100 мм 55-75 мм

6. Труба по любому из пп.1-5, в которой напряжение в функции кривой относительного смещения при тестировании методом трехреберного давления австралийского стандарта AS4139-2003 имеет значение для LOP от приблизительно 5 до 10 МПа, например от 5 до 7 МПа.

7. Труба по любому из пп.1-5, в которой напряжение в функции кривой относительного смещения при тестировании методом трехреберного давления австралийского стандарта AS4139-2003 имеет значение для LOP от приблизительно 4 до 12 МПа, такое как от приблизительно 5 до 10 МПа, например 5-7 МПа.

8. Труба по п.6, в которой упомянутая кривая при таком тестировании имеет относительное смещение (₁) при пределе упругой деформации от приблизительно 0,3% до приблизительно 0,9%, такое как от 0,4 до 0,8%, например 0,6-0,8%.

9. Труба по п.6, в которой упомянутая кривая при таком тестировании имеет первую переходную часть PSH области кривой, которая имеет диапазон до относительного смещения (₂) приблизительно 1,7%, такой как от 1,1 до 1,5%, например, приблизительно 1,2%.

10. Труба по п.6, в которой кривая при таком тестировании имеет по меньшей мере основную часть PSH области, которая измеряется до смещения (₃) приблизительно 11%, предпочтительно в пределах диапазона от приблизительно 2% до приблизительно 11%, такого как от приблизительно 3% до 10%, например, от приблизительно 5% до приблизительно 9%.

11. Труба по п.6, в которой упомянутая кривая при таком тестировании имеет MOR от приблизительно 10 до 17 МПа, например, от приблизительно 10 до 15 МПа, такой как приблизительно 11-15 МПа.

12. Труба по п.6, в которой упомянутая кривая имеет наклон (S₁) выше линейного участка кривой в вышеописанных первых пределах от 1000 МПа до 1650 МПа, например, приблизительно 1330-1650 МПа.

13. Труба по п.6, в которой основная часть длины PSH области упомянутой кривой имеет положительный наклон (S₃), который находится в упомянутых вторых пределах от приблизительно 0,04 S₁ до 0,25 S₁, таких как от приблизительно 0,05 S₁ до 0,25 S₁, и в которой упомянутая PSH область колеблется с амплитудой, а упомянутый наклон S₃ является наклоном плавной линии общего направления для PSH области.

14. Труба по любому из пп.1-5, в которой упомянутая трубчатая стенка имеет, по существу, круглое сечение и, по существу, постоянную форму сечения, по существу, на всем протяжении ее длины.

15. Труба по любому из пп.1-5, в которой цементирующая матрица основана на портландцементе и включает пуццолановый материал, такой как зольная пыль, тонкая кремнеземная пыль, шлак и их комбинация.

16. Труба по любому из пп.1-5, в которой цементирующая матрица содержит щелочной активный цемент, основанный на пуццолановом материале, таком как зольная пыль, тонкая кремнеземная пыль и их комбинации.

17. Труба по п.15, в которой цементирующая матрица имеет прерывистые волокна, диспергированные на ее протяжении, такие как металлические, полимерные, керамические или комбинации их, и с относительно короткой длиной волокон - от 3 до 24 мм в длину.

18. Труба по любому из пп.1-5, в которой цементирующий материал является разработанным цементирующим композиционным материалом.

19. Труба по любому из пп.1-5, в которой труба изготовлена обезвоживающей экструзией подходящего цементирующего материала, имеющего содержимое воды, обеспечивающее весовое отношение воды к связующему, цемент плюс пуццолановый материал, от приблизительно 0,3 до 0,5, в которой отношение снижено в процессе экструзии до приблизительно 0,24-0,26.

20. Труба по любому из пп.1-5, в которой трубчатая стенка трубы выполнена из материала, который имеет значение модуля Юнга от 20 до 40 ГПа, такое как от 30 до 35 ГПа.

21. Труба по любому из пп.1-5, в которой трубчатая стенка трубы выполнена из материала, который имеет сопротивление сжатию от 40 до 100 МПа, такое как от 45 до 75 МПа, например 50-70 МПа.

22. Труба по любому из пп.1-5, в которой труба имеет комплексное разрушающее напряжение от 5 до 14 МПа, такое как от 6 до 12 МПа, например 6-9 МПа.

23. Способ изготовления цементированной трубы для подземного использования, включающий этапы, на которых подвергают содержащую волокна цементирующую смесь обезвоживающей экструзии, посредством чего формуют трубчатый сырец и отверждают сырец для получения отвержденной трубы, имеющей трубчатую стенку из армированной волокнами цементирующей матрицы или материала, имеющего свойства псевдодеформационного упрочнения (PSH), причем цементирующую смесь экструдируют таким образом, что упомянутая стенка имеет отношение толщины к диаметру в пределах диапазона, при этом упомянутое формование и цементирующая смесь являются контролируемыми, посредством чего диапазон отношения толщины стенки к диаметру является таким, что отвержденная труба имеет характерные свойства при диаметральном квазистатическом изгибе (изгибании), когда подвергнута методу трехреберного давления, таким образом, упомянутые свойства являются такими, что способ показывает, по существу, линейную область упругих деформаций, имеющую первый наклон S₁ от приблизительно 1000 МПа до приблизительно 1700 МПа, и от предела пропорциональности (LOP) от приблизительно 4 МПа до приблизительно 12 МПа для области упругости до модуля упругости (MOR) для трубы от приблизительно 10 МПа до приблизительно 20 МПа, PSH область, которая за возможной переходной областью имеет наклон S₃, который является меньшим, чем наклон области упругих деформаций, и составляет от небольшого положительного значения, меньшего чем 0,04 S₁ до приблизительно 0,25 S₁; посредством чего труба, которая подвергнута генерирующим напряжение нагрузкам вплоть до LOP, способна функционировать как жесткая труба, при генерирующих напряжение нагрузках степеней свыше LOP и до MOR, труба способна функционировать как гибкая труба вследствие влияния PSH.

24. Способ по п.23, в котором формование контролируют таким образом, что стенка имеет относительно низкое отношение толщины стенки к диаметру.

25. Способ по п.23, в котором формование контролируют таким образом, что для заданного диаметра стенки толщина стенки находится в ограниченном диапазоне, с диапазоном толщины стенки для трубы, имеющей стенку заданного большого диаметра, являющимся большим, чем диапазон толщины стенки для трубы, имеющей стенку заданного меньшего диаметра.

26. Способ по п.25, в котором формование контролируют таким образом, что диапазон толщины стенки для заданного внутреннего диаметра стенки является следующим для обозначенных внутренних диаметров стенки трубы:

27. Способ по п.25, в котором формование контролируют таким образом, что диапазон толщины стенки для заданного внутреннего диаметра стенки является следующим для обозначенных внутренних диаметров стенки трубы:

28. Способ по любому из пп.23-27, в котором упомянутое формование контролируют таким образом, что трубчатая стенка имеет, по существу, круглое сечение и, по существу, постоянную форму сечения, по существу, на всем протяжении ее длины.

29. Способ по любому из пп.23-27, в котором цементирующую матрицу выбирают из матрицы, основанной на

(a) портландцементе и включающей пуццолановый материал, такой как зольная пыль, тонкая кремнеземная пыль и их комбинации; или

(b) щелочном активном цементе, основанном на пуццолановом материале, таком как зольная пыль, тонкая кремнеземная пыль и их комбинации.

30. Способ по п.29, в котором цементирующая матрица имеет прерывистые волокна, диспергированные на ее протяжении, такие как металлические, полимерные, керамические и их комбинации, и с относительно короткой длиной волокон - от 3 до 24 мм в длину.

31. Способ по любому из пп.23-27, в котором цементирующий материал является разработанным цементирующим композиционным материалом.

32. Способ по любому из пп.23-27, в котором трубу изготавливают обезвоживающей экструзией подходящей цементирующей смеси, имеющей содержимое воды, обеспечивающее весовое отношение воды к связующему (цемент плюс пуццолановый материал) приблизительно 0,3-0,5, при этом отношение снижается посредством упомянутой обезвоживающей экструзии до приблизительно 0,24-0,26.