序言

長江大學油氣裝備研究所團隊長期致力于連續管裝備和工程技術的研究，針對連續管在實際工況中的復雜問題，開展了多項深入研究，取得了重要成果：①腐蝕失效預測：通過對低碳合金連續管和耐蝕連續管在氫致開裂、CO2腐蝕和應力腐蝕條件下的系統分析，建立了連續管腐蝕失效的預測模型，為防腐設計和失效預防提供了科學依據。②磨損機制研究：深入研究了連續管在多種工況下的內壁沖蝕磨損及外壁摩擦磨損行為，揭示了其磨損規律，并提出了綠色高效的減摩抗磨方法，具有顯著的工程應用價值。③疲勞失效分析：通過開展連續管母材和焊縫的原位疲勞試驗，結合擴展有限元模擬，系統研究了連續管的疲勞失效機制，總結了彎曲、內壓、拉伸等多載荷作用下的裂紋擴展規律，為延緩裂紋萌生與擴展提供了理論支持。④疲勞壽命評估：針對連續管在彎曲形態下受彎矩、扭矩、內壓等多種載荷組合的影響，進行了受力分析，同時綜合考慮表面缺陷的形狀、尺寸、數量及分布，建立了適用于多種工況的高精度低周疲勞壽命預測模型，為連續管的延壽設計奠定了理論基礎。⑤服役管理策略：在極限載荷條件下分析連續管的受力情況，提出了基于累計生存率和服役風險的管理策略，并利用機器學習算法評估影響連續管壽命的敏感參數，為連續管的安全應用提供了科學依據。

該書的出版不僅對提升我國連續管作業能力具有重要的借鑒意義，也為從事油氣開采和機械工程領域的科研人員及工程技術人員提供了寶貴的參考。作為一名從事油氣鉆采裝備教學與研究的一線人員，我在審閱本書后深感受益匪淺，特此推薦給所有關注石油工程領域，特別是致力于連續管作業技術及裝備研究的同行參考使用。

內容介紹

連續管工程失效是制約連續管發展的瓶頸問題。 本書集連續管工程失效理論研究、實驗研究和數值模擬研究于一體， 是在當前國內外連續管工程最新技術的基礎上， 對作者長期從事連續管工程失效和安全評定研究最新成果的總結：

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基礎介紹部分

2

連續管的失效規律分析部分

第 3 章連續管腐蝕失效，通過室內試驗和模擬現場試驗等方法，對比低碳微合金鋼連續管和耐蝕合金連續管的抗氫致開裂和抗應力腐蝕方面的能力。同時，結合 CO2 腐蝕試驗與有限元模擬，分析母材和焊縫、完整管和含缺陷連續管的抗腐蝕性能，并基于 BP 神經網絡建立連續管腐蝕速率預測模型。

第 4 章連續管沖蝕磨損失效，通過理論推導建立連續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，連續管內外壁的沖蝕磨損規律；并分別考慮缺陷參數和焊肉結構參數對連續管沖蝕磨損的影響。

第 5 章連續管與套管摩擦磨損，系統研究溫度和潤滑介質對連續管與套管之間磨損情況的影響；并進一步探討生物潤滑劑在減磨效果方面的作用；基于響應面法對 Archard 模型進行修正，建立適用于連續管與套管的摩擦磨損模型。

第 6 章連續管裂紋萌生與擴展，結合原位疲勞試驗法和電子背散射衍射(EBSD)等表征技術，揭示連續管母材和焊縫在抗疲勞裂紋萌生和擴展能力上的差異機理；基于Python 語言對 Abaqus 進行二次開發，研究在不同影響因素下，連續管的裂紋萌生規律；同時分析無預置裂紋缺陷處的裂紋自然萌生及萌生后擴展規律。

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連續管作業的安全評定部分

第 7 章完整連續管疲勞壽命評估，結合實驗法、有限元法和理論研究，通過編制相關軟件，清晰展示彎曲半徑、壁厚和內壓對連續管純低周彎直疲勞壽命的影響；同時，進一步揭示連續管扭轉疲勞的影響因素，并建立在彎、扭、內壓組合下的連續管疲勞壽命預測模型。

第 8 章含缺陷連續管疲勞壽命評估，重點研究球形缺陷、槽形缺陷和錐形缺陷的形狀、位置及數量對連續管疲勞壽命的影響?；谘芯拷Y果，分別建立三種缺陷的疲勞壽命預測模型。

第 9 章基于極限承載的連續管安全評定，建立拉伸載荷、彎曲位移和內壓載荷復合作用下的連續管極限承載理論模型；研究內壓和復合載荷對連續管直徑增長的影響規律；最后，分析含缺陷連續管的極限承載能力，為連續管的安全評定提供了重要參考。

第 10 章基于數據驅動的連續管安全評定，利用Kaplan-Meier 單因素分析法和 Cox 比例風險模型，分析連續管的服役安全；基于 BP 神經網絡，結合粒子群優化算法進行優化，運用灰色關聯度法對數據進行處理，建立多種影響因素下的疲勞壽命預測模型。

作者簡介

劉少胡 博士、教授、博士生導師?，F任長江大學機械工程學院副院長、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，擔任湖北省“高校優秀中青年科技創新團隊”負責人。入選長江大學學科拔尖人才、領軍人才、菁英人才，擔任長江大學“名導工作室”負責人。主要從事油氣裝備和井下工具現代設計理論及方法教學和研究工作，主持國家自然科學基金項目3項（面上項目2項、青年基金1項）、主持省部級及企業項目30多項。獲得湖北省科技進步獎一等獎、二等獎等省部級獎勵5項，獲得四川省優秀畢業生榮譽稱號，獲得長江大學優秀共產黨員榮譽稱號。在國內外權威學術期刊發表論文70多篇（SCI/ EI收錄30多篇）。以第一發明人授權發明專利30多項。

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本書可供石油工程技術和石油機械領域的大專院校、科研院所的工程研究人員閱讀， 也可供相關專業的本科生、研究生參考使用。

本文摘自科學出版社2025年3月出版《連續管工程失效與安全評定》一書，內容有刪節。標題為編者所加。

（本文編輯：羅莉 luoli@mail.sciencep.com）

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