API套管圆螺纹接头粘扣失效分析

粘扣是套管接头的失效形式之一，它发生在套管上扣操作过程中的螺纹处。套管一旦发生粘扣，直接影响到套管柱的密封性能和连接强度。通过对套管接头的上卸扣实验和接头螺 凶数值计算，对套管产生粘扣的原因进行了研究，并利用摩擦磨损机理，描述了粘扣的产生过程。     

油套管圆螺纹连结粘扣原因及其防止方法

介绍了油套管圆螺纹加工方法，以及加工中产生尺寸误差以及应力不均匀分布原因，圆螺纹连接有时出现粘扣的原因、形成机理及其防止方法。     

石油套管螺纹失效形式原因分析

目前石油套管连接螺纹主要采用两种基本扣型,即偏梯型和圆弧型套管螺纹。其失效形式基本相同。螺纹在使用连接过程中,一但失效其连接强度大幅下降,(出现掉井现象)。     

API偏梯形套管螺纹连接的接触应力场研究

随着油气田勘探开发向纵深发展 ,对偏梯形螺纹套管的需求量越来越大 ,深入研究此种套管螺纹连接力学性能显得非常重要。在分析套管螺纹粘扣机理的基础上 ,建立了 API J5 5194 .1m m× 8.33mm偏梯形套管螺纹连接的非线性接触模型 ;研究了此种套管接头在上紧扭矩、拉应力、压应力以及摩擦力等不同载荷作用下内外螺纹接触应力的分布状态 ;同时对内外螺纹锥度的极限配合情况进行了数值模拟 ,并就摩擦因素和锥度对偏梯形螺纹连接应力场分布的影响进行了总结。     

油套管螺纹的“黑皮扣”现象浅析

"黑皮扣"是油套管螺纹加工中的难题,也是油套管螺纹接头测量和使用的隐患。介绍了标准API与特殊螺纹油套管"黑皮扣"的定义与判定方法、油井管生产与检验过程中对"黑皮扣"认识的误区、"黑皮扣"在使用过程中的危害。重点从管体来料、加工工艺方面,解析了油套管螺纹加工产生"黑皮扣"的原因及改进措施。通过调整螺纹锥度和中径等,减少"黑皮扣"产生的概率,对油套管设计、加工生产与检验具有指导意义。     

圆螺纹油管接头齿面接触应力与粘扣分析

分析了ＡＰＩ圆螺纹油套管发生粘扣的基本过程及机理。利用Ｉ－ＤＥＡＳ和ＭＡＲＣ软件计算了拧接过程螺纹齿面的接触应力，定量分析了管体（公螺纹）和管接箍（母螺纹）的锥度变化对齿面接触应力的影响。认为产生粘扣的主要原因是螺纹齿面局部过量的塑性变形，通过变锥度的方式能使接触应力分布规律得到改善，并在现场生产中得到验证。     

圆螺纹油管接头齿而接触应力与粘扣分析

分析了ＡＰＩ圆螺纹油套管发生粘扣和基本过程及机理。利用Ｉ－ＤＥＡＳ和ＭＡＲＣ软件计算了拧接过程螺纹齿面的接触应力，定量分析了管体（公螺纹）和管接箍（母螺纹）的锥度变化对齿面接触应力的影响。认为产生粘扣的主要原因是螺纹齿面局部过量的塑性变形，通过变锥度的方式能使接触应力分布规律得到改善，并在现场生产中得到验证。     

API圆螺纹油管接头连接性能的非线性有限元分析

ＡＰＩ圆螺纹油管在油田有着广泛的应用，在使用过程中，发现油管接头有粘扣甚至滑脱现象。为了探讨ＡＰＩ圆螺纹接头粘扣和滑脱的机理，改善螺纹接头的连接性能，对螺纹接头在机紧过盈，轴向拉伸载荷作用下进行计算机仿真的非线性有限元分析。分析结果表明，啮合螺纹接触应力过高造成螺纹粘扣；管体螺纹接头部分强度刚度较低限制了螺纹接头的连接强度。     

圆螺纹套管的滑脱机理研究

连接接头滑脱失效是圆螺纹套管损坏的主要形式。利用弹塑性有限元法,研究了圆螺纹套管接头发生滑脱失效的过程与机理,然后通过全尺寸试验,分析了这种接头在失效过程中的应变分布及变形情况,并验证了有限元结果。研究表明,圆螺纹套管滑脱失效最先发生在啮合大端的第1、2牙螺纹上,设法提高此处螺纹的承载能力,对提高圆螺纹套管的连接强度具有重要意义。     

API圆螺纹套管接头上卸扣力学性能实验研究

为了深入了解上卸扣工况对套管接头力学性能的影响,给研究套管接头产生粘扣的力学因素提供实验依据,采用在套管接 头内外表面巾应变片的方法,利用全尺寸上卸扣试验机,对套管接头进行了重复上卸扣实验,测量了接头内外表面应变和上卸扣扭矩。通过实验结果分析,确定了影响接头粘扣的主要力学条件和部件,所确定部件与实际操作过程发生粘扣部件相吻合,采用增大接箍螺纹端部锥度,降低端部接触压力的方法,提高了套管的抗粘扣性能     

计算机仿真和全尺寸实物试验在特殊螺纹接头油套管研究开发中的应用

特殊螺纹接头油套管应用在深井、超深井、高压气井和热采井等油田采油工况.在研究开发中,产品结构和使用性能是两个重要的指标.本文介绍了应用计算机仿真和全尺寸实物试验进行特殊螺纹接头油套管研究开发的方法.在计算机仿真方面,通过模拟不同工况,对特殊螺纹接头的密封面进行了结构优化,减少了样品加工和试验的数量,降低了开发费用;在全尺寸实物试验方面,模拟油田的实际工作情况,掌握了产品的性能,提出了合理的上扣扭矩.两者的结合使开发出的产品在上扣、结构和密封等的完整性方面,完全满足油田用户要求.     

宝钢经济型油套管接头产品开发及应用

油套管接头的性能是油套管管柱重要质量指标之一,其选用条件是根据油气田工况条件,采用API扣型和特殊螺纹扣型。对于低压低产气井,选用API扣型不能保证气密封性能,选用特殊螺纹扣型价格贵、成本高,因此,没有合适的扣型选用。宝钢根据油田低压低产气井工况条件,设计开发了经济型油套管产品,产品通过全尺寸实物性能试验,其上扣完整性、密封完整性、结构完整性达到了产品设计要求,并在油田完成了下井试验,产品满足了油田实际工况的要求,实现了实用性和经济性的统一。     

宝钢钻井用套管实物性能试验研究

针对套管在钻井过程中受到不同程度磨损的情况,模拟套管均匀磨损和偏磨工况,采用全尺寸实物试验方法,对宝钢Φ139.7×9.17 mm P110钻井用套管进行了拉伸失效和静水压试验研究。研究结果表明:宝钢钻井用套管,在上、卸扣试验中螺纹和密封面未发生黏着磨损,拉伸失效载荷大于API BUL 5C2规定接头连接强度最小值17.7%,失效内压值大于API BUL 5C2规定最小内屈服强度46.7%。对该产品进行了钻井试验,完成油层套管钻井井深1 160 m,满足了油田使用要求。     

接箍镀铜对油管抗粘扣性能的影响

在分析油管上卸扣过程中珠粘扣现象的特征及机理的基础上,进行了接箍螺纹种方式表面处理如镀铜、镀锌、磷化等试验,以改善螺纹抗粘扣性能,结果表明镀铜处理具有最佳的效果。     

Progress and future prospects of application technology for tubing and casing

The main failure modes of tubing and casing in current service conditions are represented in this study.The progress of the tubing and casing application technology and the problems that should be focused on during application are introduced,with special attention paid to the reliability of the pipe string design and the connection sealing properties.The necessary work that should be undertaken in future research is also summarized.     

高强度石油套管调质后定径工艺的实验研究

针对用调质方式生产的高强度石油套管，其外径形态会发生变化，不利于车丝加工。为此研究其在低温(510～610℃)的定径工艺，展开孔型设计和设计方案的实践，采用新工艺后使车丝用管坯的全长外径尺寸精度控制在D 0^ 0.95％范围内，有效解决了制约管加工车丝合格率不高这一难题。     

钢中夹杂物对石油套管螺纹加工性能的影响

在石油套管螺纹加工的过程中,出现断扣问题,为此,对管体进行了气体含量及热酸低倍检验,利用金相显微镜和扫描电镜对其进行微观分析,分析表明,非金属夹杂物是引起断扣的主要原因;同时对夹杂物做了定性分析,找出其来源,并提出相应的改进措施。