序言
長江大學(xué)油氣裝備研究所團(tuán)隊(duì)長期致力于連續(xù)管裝備和工程技術(shù)的研究，針對連續(xù)管在實(shí)際工況中的復(fù)雜問題，開展了多項(xiàng)深入研究，取得了重要成果：①腐蝕失效預(yù)測：通過對低碳合金連續(xù)管和耐蝕連續(xù)管在氫致開裂、CO2腐蝕和應(yīng)力腐蝕條件下的系統(tǒng)分析，建立了連續(xù)管腐蝕失效的預(yù)測模型，為防腐設(shè)計和失效預(yù)防提供了科學(xué)依據(jù)。②磨損機(jī)制研究：深入研究了連續(xù)管在多種工況下的內(nèi)壁沖蝕磨損及外壁摩擦磨損行為，揭示了其磨損規(guī)律，并提出了綠色高效的減摩抗磨方法，具有顯著的工程應(yīng)用價值。③疲勞失效分析：通過開展連續(xù)管母材和焊縫的原位疲勞試驗(yàn)，結(jié)合擴(kuò)展有限元模擬，系統(tǒng)研究了連續(xù)管的疲勞失效機(jī)制，總結(jié)了彎曲、內(nèi)壓、拉伸等多載荷作用下的裂紋擴(kuò)展規(guī)律，為延緩裂紋萌生與擴(kuò)展提供了理論支持。④疲勞壽命評估：針對連續(xù)管在彎曲形態(tài)下受彎矩、扭矩、內(nèi)壓等多種載荷組合的影響，進(jìn)行了受力分析，同時綜合考慮表面缺陷的形狀、尺寸、數(shù)量及分布，建立了適用于多種工況的高精度低周疲勞壽命預(yù)測模型，為連續(xù)管的延壽設(shè)計奠定了理論基礎(chǔ)。⑤服役管理策略：在極限載荷條件下分析連續(xù)管的受力情況，提出了基于累計生存率和服役風(fēng)險的管理策略，并利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法評估影響連續(xù)管壽命的敏感參數(shù)，為連續(xù)管的安全應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)。
該書的出版不僅對提升我國連續(xù)管作業(yè)能力具有重要的借鑒意義，也為從事油氣開采和機(jī)械工程領(lǐng)域的科研人員及工程技術(shù)人員提供了寶貴的參考。作為一名從事油氣鉆采裝備教學(xué)與研究的一線人員，我在審閱本書后深感受益匪淺，特此推薦給所有關(guān)注石油工程領(lǐng)域，特別是致力于連續(xù)管作業(yè)技術(shù)及裝備研究的同行參考使用。
內(nèi)容介紹
連續(xù)管工程失效是制約連續(xù)管發(fā)展的瓶頸問題。 本書集連續(xù)管工程失效理論研究、實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬研究于一體， 是在當(dāng)前國內(nèi)外連續(xù)管工程最新技術(shù)的基礎(chǔ)上， 對作者長期從事連續(xù)管工程失效和安全評定研究最新成果的總結(jié)：
1
基礎(chǔ)介紹部分
2
連續(xù)管的失效規(guī)律分析部分
第 3 章連續(xù)管腐蝕失效，通過室內(nèi)試驗(yàn)和模擬現(xiàn)場試驗(yàn)等方法，對比低碳微合金鋼連續(xù)管和耐蝕合金連續(xù)管的抗氫致開裂和抗應(yīng)力腐蝕方面的能力。同時，結(jié)合 CO2 腐蝕試驗(yàn)與有限元模擬，分析母材和焊縫、完整管和含缺陷連續(xù)管的抗腐蝕性能，并基于 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立連續(xù)管腐蝕速率預(yù)測模型。
第 4 章連續(xù)管沖蝕磨損失效，通過理論推導(dǎo)建立連續(xù)管壁厚損失模型和剩余使用壽命模型；利用有限元法，分析在不同影響因素下，連續(xù)管內(nèi)外壁的沖蝕磨損規(guī)律；并分別考慮缺陷參數(shù)和焊肉結(jié)構(gòu)參數(shù)對連續(xù)管沖蝕磨損的影響。
第 5 章連續(xù)管與套管摩擦磨損，系統(tǒng)研究溫度和潤滑介質(zhì)對連續(xù)管與套管之間磨損情況的影響；并進(jìn)一步探討生物潤滑劑在減磨效果方面的作用；基于響應(yīng)面法對 Archard 模型進(jìn)行修正，建立適用于連續(xù)管與套管的摩擦磨損模型。
第 6 章連續(xù)管裂紋萌生與擴(kuò)展，結(jié)合原位疲勞試驗(yàn)法和電子背散射衍射(EBSD)等表征技術(shù)，揭示連續(xù)管母材和焊縫在抗疲勞裂紋萌生和擴(kuò)展能力上的差異機(jī)理；基于Python 語言對 Abaqus 進(jìn)行二次開發(fā)，研究在不同影響因素下，連續(xù)管的裂紋萌生規(guī)律；同時分析無預(yù)置裂紋缺陷處的裂紋自然萌生及萌生后擴(kuò)展規(guī)律。
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連續(xù)管作業(yè)的安全評定部分
第 7 章完整連續(xù)管疲勞壽命評估，結(jié)合實(shí)驗(yàn)法、有限元法和理論研究，通過編制相關(guān)軟件，清晰展示彎曲半徑、壁厚和內(nèi)壓對連續(xù)管純低周彎直疲勞壽命的影響；同時，進(jìn)一步揭示連續(xù)管扭轉(zhuǎn)疲勞的影響因素，并建立在彎、扭、內(nèi)壓組合下的連續(xù)管疲勞壽命預(yù)測模型。
第 8 章含缺陷連續(xù)管疲勞壽命評估，重點(diǎn)研究球形缺陷、槽形缺陷和錐形缺陷的形狀、位置及數(shù)量對連續(xù)管疲勞壽命的影響。基于研究結(jié)果，分別建立三種缺陷的疲勞壽命預(yù)測模型。
第 9 章基于極限承載的連續(xù)管安全評定，建立拉伸載荷、彎曲位移和內(nèi)壓載荷復(fù)合作用下的連續(xù)管極限承載理論模型；研究內(nèi)壓和復(fù)合載荷對連續(xù)管直徑增長的影響規(guī)律；最后，分析含缺陷連續(xù)管的極限承載能力，為連續(xù)管的安全評定提供了重要參考。
第 10 章基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的連續(xù)管安全評定，利用Kaplan-Meier 單因素分析法和 Cox 比例風(fēng)險模型，分析連續(xù)管的服役安全；基于 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合粒子群優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，建立多種影響因素下的疲勞壽命預(yù)測模型。
作者簡介
劉少胡 博士、教授、博士生導(dǎo)師?，F(xiàn)任長江大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院副院長、油氣裝備研究所所長。入選湖北省“楚天英才·青年拔尖”人才計劃，擔(dān)任湖北省“高校優(yōu)秀中青年科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”負(fù)責(zé)人。入選長江大學(xué)學(xué)科拔尖人才、領(lǐng)軍人才、菁英人才，擔(dān)任長江大學(xué)“名導(dǎo)工作室”負(fù)責(zé)人。主要從事油氣裝備和井下工具現(xiàn)代設(shè)計理論及方法教學(xué)和研究工作，主持國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目3項(xiàng)（面上項(xiàng)目2項(xiàng)、青年基金1項(xiàng)）、主持省部級及企業(yè)項(xiàng)目30多項(xiàng)。獲得湖北省科技進(jìn)步獎一等獎、二等獎等省部級獎勵5項(xiàng)，獲得四川省優(yōu)秀畢業(yè)生榮譽(yù)稱號，獲得長江大學(xué)優(yōu)秀共產(chǎn)黨員榮譽(yù)稱號。在國內(nèi)外權(quán)威學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文70多篇（SCI/ EI收錄30多篇）。以第一發(fā)明人授權(quán)發(fā)明專利30多項(xiàng)。
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本書可供石油工程技術(shù)和石油機(jī)械領(lǐng)域的大專院校、科研院所的工程研究人員閱讀， 也可供相關(guān)專業(yè)的本科生、研究生參考使用。
本文摘自科學(xué)出版社2025年3月出版《連續(xù)管工程失效與安全評定》一書，內(nèi)容有刪節(jié)。標(biāo)題為編者所加。
（本文編輯：羅莉 luoli@mail.sciencep.com）
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