CBFJ直连型特殊螺纹接头设计分析

介绍直连型特殊螺纹接头CBFJ的结构特点,利用有限元分析的方法,对该接头在服役过程中的典型工况进行分析;重点研究该接头的连接效率以及在复合载荷工况下的密封性能,并介绍其全尺寸试验结果。试验结果表明:CBFJ直连型特殊螺纹接头的连接效率达到管体强度的58%以上,在拉伸、压缩、内外压等复合载荷作用下,接头接触应力虽有显著变化,但保持了较高的密封指数,说明接头仍能保持良好的密封性能。     

弯曲载荷下特殊螺纹接头性能有限元分析

利用有限元模型分析弯曲载荷下特殊螺纹接头的结构、密封及抗疲劳性能,并详细说明了相关评价方法.分析认为,特殊螺纹接头在弯曲载荷下的不同位置存在应力状态的差异;随着弯曲度的增加,拉伸面一侧的密封强度下降,压缩面一侧的密封强度增强;该特殊螺纹接头易产生疲劳破坏的最危险区域为接箍泄油槽处.     

基于ISO 13679的套管特殊螺纹极限承载能力仿真评价

依照ISO 13679:2002标准中的极限试验程序,采用Abaqus有限元分析软件,评价了Φ177.8 mm×10.36 mm规格P110钢级套管JIP特殊螺纹的极限承载能力;建立特殊螺纹的有限元模型,仿真计算JIP新型套管特殊螺纹接头在8种极限载荷失效路径下的失效情况。分析结果表明:该套管接头在各工况下的应力分布合理,管体先于接箍失效,且失效强度大于API标准值;接触应力和密封积分强度均保持较高水平,接触应力在693.2~1 042.4 MPa,密封积分强度维持在667.0~1 050.0 MPa·mm;该JIP特殊螺纹的强度满足使用要求,密封效果良好。     

套管特殊螺纹接头性能有限元仿真分析

利用全尺寸实物试验和有限元仿真方法,研究Ф244.48 mm×11.99 mm规格HSM-2特殊螺纹P110套管的接头性能。结果显示:有限元计算时,在ISO 13679∶2002标准CAL IV A系试验所有加载点下,HSM-2特殊螺纹接头主密封面均保持较大接触压力和密封长度,密封指数较高;实物试验及有限元计算结果均证明了该接头具有可靠的密封性能和连接强度;有限元计算扭矩与实物试验扭矩能较好地吻合。     

旋转固井用高抗扭气密封套管的研制与应用

介绍了一种旋转固井用特殊螺纹接头(WSP-NF)高抗扭气密封套管的基本结构和设计思想,运用有限元方法,重点论述了该套管接头抗扭设计及密封设计的方法和准则,并通过全尺寸试验进行了验证。计算和试验结果表明:WSP-NF接头具有先进的扭矩台肩和合理的金属/金属密封结构,有效地克服了API螺纹和传统特殊螺纹接头的不足,具有优良的抗扭性能,气密封能力达到了管体内壁屈服压力。该研究结果可以为开发更多适合油气田实际的特殊螺纹接头套管提供参考。     

TP-NF/E特殊间隙接箍接头的开发

针对页岩气井的井身结构特点及其对特殊螺纹的使用需求,研制开发了一种TP-NF/E特殊间隙接箍接头。介绍了Φ139.7 mm×10.54 mm规格P110 TP-NF/E特殊螺纹接头的开发情况;运用有限元分析和ISO13679∶2002 CAL II实物性能试验,评价了TP-NF/E特殊螺纹接头的抗螺纹黏结性能、密封完整性、结构完整性等。分析认为:该特殊螺纹采用勾型螺纹连接、锥-锥金属密封面、止扭矩台肩的形式设计,具有良好的抗螺纹黏结和密封性能、较大的抗弯曲能力、较高的抗压缩能力,达到了产品设计要求     

G3耐蚀合金油管特殊螺纹接头TP-G2的设计与开发

介绍G3耐蚀合金油管特殊螺纹接头TP-G2的设计开发情况。运用有限元分析结合全尺寸实物试验,建议TP-G2采用负角度偏梯形螺纹设计,且其内螺纹齿高略高于外螺纹,合理的密封面角度和密封过盈量配合,并在接箍中部设计有负角度扭矩台肩,对内外螺纹采用镀铜或喷砂处理,以保证接头具有良好的抗螺纹黏结能力,以及在复合载荷下具有优异的气密封能力。生产应用实践表明:设计开发的特殊螺纹接头TP-G2具有良好的抗螺纹黏结性能、密封性能,和较大的抗弯曲能力及较高的抗压缩能力,使用可靠。     

石油套管用特殊螺纹接头数控加工方法研究

特殊螺纹接头具有较高的连接强度和良好的密封性能,在石油套管中的使用越来越多。提出一种新型特殊螺纹接头,通过分析其螺纹结构及现有加工条件,提出采用数控车床通过两次螺纹车削循环指令加工该特殊螺纹的方法,并基于FANUC数控系统进行了编程举例。     

台肩角度对特殊螺纹接头密封性能的影响

利用有限元软件对-15°台肩、-5°台肩和直角台肩3种特殊螺纹接头,在上扣、上扣+拉伸和上扣+压缩条件下进行模拟计算。根据模拟计算结果分析得出:在上扣过程中,台肩角度变化对特殊螺纹接头密封面处密封性能影响很大,而对台肩辅助密封性能影响不大;在上扣+拉伸载荷条件下,台肩角度变化对接头密封面处的接触应力影响不大,而台肩的辅助密封性能随着管端与台肩的脱离分开而失效;在上扣+压缩载荷条件下,-15°台肩接头密封面的密封性能最佳,压缩载荷对台肩辅助密封性能影响不大。     

高温高压井用特殊螺纹接头的设计与评价现状

结合国内外在开发、应用特殊螺纹接头过程中取得的经验成果,探讨和总结高温高压井用特殊螺纹接头的结构设计、选用要点及评价方法,详细介绍螺纹、扭矩台肩及密封结构设计。总结在极端负载条件下评价特殊螺纹接头密封性能的理论方法,为进一步有针对性地优化设计、选用特殊螺纹油井管产品提供参考,从而有效解决油井管失效问题。