套管的案例
【科普】變壓器套管種類有幾種?變壓器套管分類介紹
變壓器套管是變壓器箱外的主要絕緣裝置，因電壓等級不同，絕緣套管有純瓷套管、充油套管和電容套管等形式。那么，變壓器套管種類有幾種呢?
套管頭詳解
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套管頭
套管頭是套管和井口裝置之間的重要連接件 套管頭是套管和井口裝置之間的重要連接件。它的下端通過螺紋與表層套管相連，上端通過法蘭或卡箍與井口裝置或防噴器相連。
△常用的套管頭
套管頭的特點
套管連接既可采用螺紋連接，也可采用卡瓦連接，懸掛套管既快速又方便；
套管掛采用剛性與橡膠復合密封結構，還可采用金屬密封，増強了產品的密封性能；
設計有防磨套及試壓取出工具，方便防磨套的取出和對套管頭進行試壓；
上法蘭設計有試壓、二次注脂裝置；
套管頭側翼閥門配置，根據用戶需求設計；
套管頭的作用
套管頭安裝在表層套管柱上端，用來懸掛表層套管以外的各層套管和密封套管環形空間的井口裝置部件，主要作用有以下幾點
1、通過懸掛器懸掛除表層套管之外的各層套管的部分或全部重量；
2、連接防噴器等井口裝置；
3、在內外層套管柱之間形成壓力密封；
4、為釋放可能積聚在兩成套管柱之間的壓力提供出口；
5、在緊急情況下，可由套管頭側孔向井內泵入流體，如壓井液或滅火劑；
6、特殊作業：a.固井質量不好可眾側孔補注水泥，b.酸化壓裂時，可從側孔注入壓力平衡液。
△各層套管頭結構
? 補充 | 知識
為了好記憶，將套管頭的作用和用途歸納為四句話：
懸掛各層套管重量；
支撐套管頭以上防噴器；
為各層套管之間提供密封；
為特殊作業提供通道；
套管頭的分類
1.
展開 【精講】一次學懂變壓器套管基礎知識點
變壓器套管的用途：是將變壓器線圈的引線分別引到油箱外面的絕緣裝置，它既是引線對油箱的絕緣，又是引線的固定裝置。
在變壓器運行中，套管長期通過負載電流，當外部短路時通過短路電流。因此對變壓器套管有以下要求：
①必須具有規定的電氣強度和足夠的機械強度。
②必須具有良好的熱穩定性，并能承受短路時的瞬間過熱。
③外形小、重量輕、密封性能好、通用性強和便于維修。
套管的外部構造包括：接線板、引線接頭、防雨罩、油表、油塞、油枕、上瓷套、末屏、吊環、取油閥、銘牌、放氣塞、連接套管、下瓷套、均壓球。
內部構造：
1.以油浸漬的電纜紙和鋁箔均壓電極組成的多層圓柱形電容芯子作為主絕緣，瓷件作為外絕緣及變壓器油的容器。
2.套管為全密封結構，其內部的變壓器油為獨立系統，不受大氣影響。
3.套管的整體連接采用強力彈簧機械緊固，既保證密封，又可補償由于溫度變化而引起的各部件長度變化。
套管頭部的油枕用來調節因溫度變化而引起的油體積變化，使套管內部免受大的壓力。油枕上的油表供運行時監視油面。尾部均壓球的作用是改善電場分布，從而縮小套管尾部與接地部位和線圈的絕緣距離。
油紙電容式套管末屏上引出的小套管是供套管介損試驗和變壓器局部放電試驗用的，正常運行中小套管應可靠接地，拆卸末屏小套管時須防止小套管導桿轉動和拉出，以免發生引線斷線或極板上的引出銅皮損壞。
三相變壓器套管標號的排列：從變壓器高壓套管一側看，從左到右的標號順序為：
高壓：O，A，B，C；中壓：Om,Am,Bm,Cm；低壓：O，a,b,c。
套管按絕緣材料和絕緣結構可分為三種：
①單一絕緣套管：又分為純瓷、樹脂套管兩種；
②復合絕緣套管：又分為充油、充膠和充氣套管三種；
③電容式套管：又分為油紙電容式和膠紙電容式兩種。
展開 變壓器套管種類有幾種?
變壓器套管是變壓器箱外的主要絕緣裝置，因電壓等級不同，絕緣套管有純瓷套管、充油套管和電容套管等形式。那么，變壓器套管種類有幾種呢?以下為您詳細介紹變壓器套管分類：
1、樹脂澆注電容式套管
這種套管的主絕緣也是由絕緣紙和鋁箔交替卷繞而成的電容芯子，外面再澆注環氧樹脂，成為固體絕緣套管。這種套管可以用作油-氣套管，上部套在GIS的管道內，之間充入SF6氣體;下部浸入變壓器油中。
2、40kV及以下大電流套管
這種套管有導桿式和電容式兩種結構。導桿式純瓷套管用于中等容量發電機變壓器的低壓繞組出線;電容式套管則用于大型發電機變壓器的低壓繞組出線。
3、40kV及以下純瓷絕緣套管
這種套管有導桿式和穿纜式兩種結構。導桿式用于變壓器的低壓套管;穿纜式用于10~20kV高壓出線。
4、66kV及以上油紙電容式套管
這種套管的內絕緣是由絕緣紙和鋁箔交替卷繞而成的電容芯子，電容芯子與瓷套之間充滿絕緣油，套管與繞組的連接有導桿式和穿纜式兩種結構。油紙電容芯子由0.08~0.12mm厚的電纜紙和0.01mm厚的鋁箔交替卷繞在導電管上。
5、66kV及以上膠紙電容式套管
這種套管的內絕緣是由膠粘紙和鋁箔交替卷繞而成的電容芯子，電容芯子與瓷套之間充滿絕緣油，套管的下部不需要瓷套。
展開 
【知識】變壓器套管基礎知識講解
油紙電容式套管末屏上引出的小套管是供套管介損試驗和變壓器局部放電試驗用的，正常運行中小套管應可靠接地，拆卸末屏小套管時須防止小套管導桿轉動和拉出，以免發生引線斷線或極板上的引出銅皮損壞。
三相變壓器套管標號的排列：從變壓器高壓套管一側看，從左到右的標號順序為：
高壓：O，A，B，C；中壓：Om,Am,Bm,Cm；低壓：O，a,b,c。
套管按絕緣材料和絕緣結構可分為三種：
①單一絕緣套管：又分為純瓷、樹脂套管兩種；
②復合絕緣套管：又分為充油、充膠和充氣套管三種；
③電容式套管：又分為油紙電容式和膠紙電容式兩種。油紙電容式變壓器套管從載流結構進行分類，一般可分為穿纜式和導管載流式，其中導管載流式按油中接線端子與套管的連接方式可分為直接式和穿桿式。
展開 【檢測】變電站變壓器套管紅外檢測99%的人都不知道！超全！
由于變壓器內油與空氣的比熱容不同，導致其在吸熱及散熱速度上不同，而通過熱像儀可觀察到充油套管外壁，溫度差異將清晰呈現一條溫度分界線，圖中箭頭指就是該異常套管中的油位線。
▲套管
油
位線明顯
措施：建議首先確定漏油的部位，當停電檢修時，需對漏油部位進行修理或更換，并對套管補充變壓器油。
03.套管內部缺陷
由于腐蝕、受潮、機械損傷等，套管內部會存在缺陷，該種情況也可能導致套管異常發熱。使用紅外熱像儀，可觀測到發生故障套管的整體溫度一般較其它套管正常相高。
▲左邊相整體發熱
措施：建議對套管內的變壓器油進行化驗，以分析缺陷的原因。
04.套管接觸點異常
如果套管內部或外部接頭存在接觸不良，或接點被氧化腐蝕，也可能導致套管接觸點溫度異常。在這種情況下，通過紅外熱像儀即可發現套管接觸點處溫度異常，溫度會明顯高于其它正常的點或線路。
▲接觸點溫度明顯高于其它點（紅色為高溫）
▲使用高德智感新C檢測接觸點三相溫度
措施：如確實存在該現象，應當更換導致故障的零件。
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加工要求：
?定點加工制作：機械切割、去除毛刺、除銹并內壁防腐；
?防水套管的翼環應雙面滿焊，且焊縫飽滿、平整、光滑、無夾渣、無氣泡、無裂紋等現象，并及時清除焊渣；
?套管內采用軟性物填充嚴密，端部用封口膠帶封閉保護。
套管定位：
?套管定位應準確（含標高和平面定位）；
?長距離管道連續穿梁（墻）時需彈線（或采用激光投線儀）控制管道中心線；
?排水管道連續穿墻（梁）套管需考慮管道找坡因素確定標高;
?不得破壞其他工種的成品，不得私自切斷鋼筋；
?在混凝土澆筑過程中必須有安裝人員旁站守護以防止預埋套管移位 。
套管定位準確，封堵可靠；管模拆除時間把握恰當，確保拆除后成型較好。
套管長度：
?穿內墻（梁）套管長度同墻（梁）厚；穿越外墻時需平內外側裝飾面（裝飾階段采用UPVC管段來延長調節配合抹灰、保溫、飾面收口）；穿樓板套管下口平板底，上口高出建筑完成面20mm（用水房間需高出建筑完成面50mm）；
?穿地下室擋土墻：套管長度應考慮防結露保溫板和防水保護墻的厚度。套管長度=墻厚+防結露苯板（如有）+保護墻。
?穿地下室頂板：套管長度=頂板厚+剛性防水保護層厚度；
? 穿屋面和露臺：套管長度應考慮防水保護層、保溫層、找坡回填層、剛性層等因素，長度應高出完成面250 mm，以便于防水肩施工；?穿下沉衛生間：套管長度應考慮回填層因素，套管應高出衛生間樓層裝飾完成面50mm。
?（備注：以上情況套管與室內側墻面、板頂平，套管加工時需注意止水翼環應位于板中位置。）
展開 水力壓裂對套管和水泥環的影響分析
設置邊界約束條件，針對模型的兩個側面分別施加對稱約束，地層底界初始分析步設置完全固定，第一、二分析步取消激活，地層外側設置完全固定，對套管及水泥環設置Z軸方向的位移約束為0。
8.設置4個CPU核心計算。得到應力云圖如下：套管最大應力值為469MPa，低于N80套管552MPa的屈服強度，產生的形變對水泥環的影響較小，普通壓裂井設計N80鋼級套管滿足開發需求。
頁巖氣水平井套管損害分析
本案列以頁巖氣水平進套管損害為例，分析在水平最大主應力與水平最小主應力的影響下，套管的損害情況。分析該模型可分為一下幾個步驟：首先確定原始地應力的分布，接著確定井眼形成后應力分布，然后計算下套管固井后地應力的分布和射孔后地應力的分布，最后模擬壓裂過程中應力的變化。套管破壞準則采用Von Mises準則，具體云圖如下。無射孔的套管周圍，在上下頂點處所受Von Mises應力最大；在套管射孔周圍，Von Mises應力大小方向發生變化。該案例還可進一步分析壓裂過程中，套管損傷情況，同時可結合熱流固耦合，分析其變化，在此不詳細說明。歡迎做此方面的，交流學習。
展開 水力壓裂對套管和水泥環的影響分析
設置邊界約束條件，針對模型的兩個側面分別施加對稱約束，地層底界初始分析步設置完全固定，第一、二分析步取消激活，地層外側設置完全固定，對套管及水泥環設置Z軸方向的位移約束為0。
8.設置4個CPU核心計算。得到應力云圖如下：套管最大應力值為469MPa，低于N80套管552MPa的屈服強度，產生的形變對水泥環的影響較小，普通壓裂井設計N80鋼級套管滿足開發需求。
基于Simdroid實現高壓穿墻套管內部溫度動態感知
高壓穿墻套管安裝在換流閥廳等建筑物墻體或屋頂，為導電桿穿過墻壁起到絕緣和支撐作用，是高壓輸電工程的關鍵設備。隨著電壓等級提高，負荷電流增大，焦耳熱產生的溫升不容忽視，它對套管的安全穩定運行具有重要影響。大負荷和長時間運行工況下，局部過熱會導致設備絕緣性能下降、內部SF6氣體高溫分解，具有腐蝕作用的分解產物造成接觸面劣化，導致接觸電阻進一步增大，形成惡性循環。
這段“21米的穿墻套管是1452公里西電東送大動脈的 “喉管” 之一”（實物圖來自網易新聞，由李品拍攝提供，如有侵權刪除。三維模型圖由Simdroid用戶繪制，與實物非等比例對應。）
因此，工程實踐中高壓穿墻套管整體的溫度分布非常值得關注，而通常人們只能在其表面安裝熱電偶等溫度傳感器進行溫度的觀測，難以獲得套管內部溫度。此時，使用Simdroid對其進行多物理場耦合仿真成為非常有效的解決方案。
在開始設置模型前，我們首先要明確仿真要解決的主要問題是熱量的生成與耗散。熱量生成主要是內部大電流通過時產生的焦耳損耗，并且需考慮工頻電流產生的渦流效應。熱量耗散主要通過固體傳熱和自然對流，在絕緣層、SF6和外殼之間實現傳遞，最終向環境空氣進行對流和輻射散熱。
綜合以上考慮，可在Simdroid中建立電磁-固體傳熱-流體三場耦合模型，電磁場求解麥克斯韋方程以分析獲得熱源，基于傅里葉傳熱方程的固體傳熱和基于包含能量方程的納維-斯托克斯方程的流體模型耦合進行迭代分析，可得到設備整體的溫度分布。
展開 
石油套管楔形螺紋連接結構的API 5C5 A系有限元分析計算
石油套管楔形螺紋連接結構的API 5C5 A系有限元分析計算
1、 算例分析背景
油套管是石油行業必備的戰略物資，是連通地下油藏與地面的通道，油套管在服役過程中承受高的內壓、外壓、拉伸、壓縮、高溫等復雜載荷，因此油套管的安全性對油田的安全高效開發至關重要；油套管是由螺紋連接一根根連接而成，因此為了保證油套管的安全性，API 發布了對應的評價測試標準API 5C5，因此在楔形扣的設計開發過程中對楔形螺紋連接利用Abaqus軟件進行了有限元仿真計算。
2、 模型建立
由于設計開發的螺紋為帶錐度的楔形螺紋，螺紋錐度1/16，因此為了降低計算量，將模型簡化為軸對稱模型進行分析計算。分別將螺紋連接公母端導入模型如下圖所示：
母端結構
公端結構
3、 材料屬性設計
材料選用API 5CT規范規定P110鋼級材料，分別設置彈性模量和泊松比，并且設置P110材質在不同溫度下的屈服強度。
4、 網格劃分
根據需要不同位置處設置不同密度網格，對螺紋部分重點進行網格加密。
網格單元選用默認軸對稱網格，有限推薦選用四邊形網格。
5、 分析步
分析步共分為兩步，第一步為螺紋連接上卸扣計算，第二步為API 5C5載荷步分析計算，第二部共分為18步載荷，需要根據載荷時間調整輸出時間節點和內容。
6、 接觸設置
根據計算需要選擇對應的接觸位置，設置面對面接觸，接觸方式節點對面設置，
7、 邊界與載荷條件
根據計算需要在不同載荷步施加內壓、外壓、拉伸、壓縮等載荷，具體載荷大小和載荷施加時間參考API 5C5評價試驗標準。
試樣得底部施加Y方向的約束，試樣的頂部施加拉伸、壓縮載荷。
8、 計算
根據計算需要，采用4核心進行并行計算，計算結果如下圖所示：
展開 【APDL Showcase】套管包裹的多束線圈分析（梁-梁接觸）
這個案例演示了三種方法來建模一個套管包裹的多束線圈。每個模型使用不同的單元類型和接觸類型：面對面接觸、梁對面接觸 和 梁對梁接觸。比較表明，采用梁-梁接觸的梁模型在簡化建模和減少計算時間方面具有最佳優勢。
重點展示以下特點和功能：
1、通過CONTA177 單元建立梁-梁和梁-表面的接觸
2、梁之間的內部接觸（Pipe單元內部嵌套Beam單元）
研讀分享不易，如果覺得本文有價值，請不吝點贊、關注！
【簡介】
多束(多線)線圈和多股電纜主要用于醫療設備和汽車工業。一個例子是可植入的導線，它可能是醫療設備的一部分，如心臟除顫器。通常對電纜和線束進行建模和彎曲分析來模擬實際物理行為。使用實體單元來分析這些類型的結構在計算成本上是昂貴的。此時，使用梁-梁接觸的梁模型通過簡化建模提供了快速和準確的解決方案。
【案例介紹】
對上圖所示的套管包裹的多束線圈模型進行了彎曲分析。該結構由五絲金屬線圈嵌套在聚合物套管之內組成。該管長3.45 mm，外半徑為0.43 mm，內半徑為0.36 mm。線圈的導線半徑為0.05 mm，導線之間初始間隙為0.0125 mm。
在每個模型中定義了兩個接觸對：一個是線圈之間自接觸對，一個是線圈和聚合物套管之間的接觸對。應用彎曲邊界條件，將管材和線圈的一端固定，另一端繞Y軸旋轉1.2弧度。
定義了三種使用不同單元和接觸類型的模型，其主要區別見下表：
三種建模方式的簡圖如下圖所示：（對應編號）
【核心命令流】
本例中關鍵命令為設置CONTA177的單元關鍵字：
!!!!!!!!!!!!!!梁-梁(平行線圈之間）接觸單元關鍵字!!!!!
展開 套管偏梯形螺紋接頭有限元分析
套管偏梯形螺紋接頭有限元分析.pdf
固井技術詳解！！
下套管
套管與鉆桿不同，是一次性下入的管材，沒有加厚部分，長度沒有嚴格規定。為保證固井質量和順利地下入套管，要做套管柱的結構設計。根據用途、地層預測壓力和套管下入深度設計套管的強度，確定套管的使用壁厚，鋼級和絲扣類型。
2. 注水泥
注水泥是套管下入井后的關鍵工序，其作用是將套管和井壁的環形空間封固起來，以封隔油氣水層，使套管成為油氣通向井中的通道。
3. 井口安裝和套管試壓
下套管注水泥之后，在水泥凝固期間就要安裝井口。表層套管的頂端要安套管頭的殼體。各層套管的頂端都掛在套管頭內，套管頭主要用來支撐技術套管和油層套管的重量，這對固井水泥未返至地面尤為重要。套管頭還用來密封套管間的環形空間，防止壓力互竄。套管頭還是防噴器、油管頭的過渡連接。陸地上使用的套管頭上還有兩個側口，可以進行補擠水泥、監控井況。注平衡液等作業。
4. 檢查固井質量
安裝好套管頭和接好防噴器及防噴管線后，要做套管頭密封的耐壓力檢查，和與防噴器聯接的密封試壓。探套管內水泥塞后要做套管柱的壓力檢驗，鉆穿套管鞋2~3米后（技術套管）要做地層壓裂試驗。生產井要做水泥環的質量檢驗，用聲波探測水泥環與套管和井壁的膠結情況。固井質量的全部指標合格后，才能進入到下一個作業程序。
四、固井方法
1. 內管柱固井
把與鉆柱連接好的插頭插入套管浮箍或浮鞋的密封插座內， 通過鉆柱注入水泥進行固井作業，稱為內管柱固井。內管柱固井主要用于大尺寸（16″~30″）導管或表層套管的固井。
2. 單級雙膠塞固井
首先下套管至預定井深后裝水泥頭、膠塞（頂塞和底塞），循環水泥，打隔離液，投底塞，再注入水泥漿，然后投頂塞，開始替泥漿。底塞落在浮箍上被擊穿。頂底塞碰壓，固井結束。
3.
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