动载作用下特殊螺纹油管接头连接强度及密封性分析
随着我国油气井开采深度和开采难度的增加,油田对油管的性能要求越来越高,传统的API油管接头难以满足生产需要,连接强度及密封性更高的特殊螺纹油管接头被广泛应用。虽然特殊螺纹油管接头具有更高的连接强度及密封性,但特殊螺纹油管接头下入深井后受力较为复杂,往往需要承受变化的载荷,动载会直接影响特殊螺纹油管接头的连接强度及密封性。因此,本文对动载作用下特殊螺纹油管接头连接强度及密封性进行分析,为特殊螺纹油管接头的选用提供参考,保障动载作用下选取的特殊螺纹油管接头具有足够的连接强度及密封性。<br>  本文利用管柱力学的基本方法...
随着我国油气井开采深度和开采难度的增加,油田对油管的性能要求越来越高,传统的API油管接头难以满足生产需要,连接强度及密封性更高的特殊螺纹油管接头被广泛应用。虽然特殊螺纹油管接头具有更高的连接强度及密封性,但特殊螺纹油管接头下入深井后受力较为复杂,往往需要承受变化的载荷,动载会直接影响特殊螺纹油管接头的连接强度及密封性。因此,本文对动载作用下特殊螺纹油管接头连接强度及密封性进行分析,为特殊螺纹油管接头的选用提供参考,保障动载作用下选取的特殊螺纹油管接头具有足够的连接强度及密封性。
  本文利用管柱力学的基本方法依次对管柱屈曲、管柱变形、管柱载荷进行分析,得出管柱载荷的计算方法。对常用特殊螺纹油管接头的结构进行分析,选取两种不同结构的特殊螺纹油管接头为研究对象,利用有限元方法计算特殊螺纹油管接头在上扣扭矩作用下的应力分布规律、统计特殊螺纹油管接头在动载作用下的应力变化情况,分析特殊螺纹油管接头在上扣扭矩作用下、动载作用下的连接强度及密封性。结果表明:在上扣扭矩作用下选取的两种特殊螺纹油管接头均具有良好的连接强度及密封性。在动载荷作用下,由于“变螺距螺纹”可以降低螺纹上的峰值应力,改善螺纹上的应力分布状况,所以“变螺距螺纹”的连接强度高于偏梯形螺纹。在交变拉伸载荷作用下,A型特殊螺纹油管接头密封面上的最大接触应力低于管体的屈服强度,这种密封结构依靠接触应力与大面积接触确保密封效果;B型特殊螺纹油管接头密封面上的最大接触应力始终高于管体的屈服强度,依靠高接触应力可以确保良好的密封效果。在交变压缩载荷作用下,A型特殊螺纹油管接头密封面上的最大接触应力相对较低,最大接触应力随着载荷周期的增加而进一步降低;B型特殊螺纹油管接头密封面上的接触应力相对较高,除第一周期外,最大接触应力基本不随载荷周期的增加而变化。
  基于分析结果,编写“优选扣型技术研究”,结合特殊螺纹油管接头现场使用存在的问题,参考相关标准,编写“特殊螺纹油管接头入井操作推荐做法”,为特殊螺纹油管接头入井质量保障提供参考。
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作者: 周海凌
学科专业: 机械工程
授予学位: 硕士
学位授予单位: 西安石油大学
导师姓名: 窦益华
学位年度: 2013
语 种: chi
分类号: TE931.2
在线出版日期: 2014年2月25日