ZXG6-1井88.9 mm特殊螺纹接头油管脱扣原因分析

对ZXG6-1井在试油期间88.9 mm特殊螺纹接头油管座封打压作业过程中发生的脱扣事故进行了调查研究,对脱扣接箍几何尺寸和螺纹接头参数进行了测量和分析,认为在座封打压作业过程中油管柱承受内压和震动等载荷后,油管柱从油管接头薄弱环节首先发生松动,最终发生了脱扣。油管脱扣原因是其接头工厂端上扣扭矩不足。对该批油管工厂上扣扭矩统计分析发现,该批油管中有少量油管上扣扭矩不足。为防止油管在使用过程中再次发生脱扣事故,对如何改进油管上扣质量提出了改进建议,对如何使用该批油管提出了具体措施。     

无接箍式双台肩油管接头结构设计与分析

为满足油田对特殊油管作业管柱的要求,通过有限元分析以及结构优化,设计出一种新型无接箍式双台肩油管特殊螺纹接头。新型无接箍式双台肩油管接头螺纹采用两级圆柱螺纹,齿顶、齿底平行于管体轴线,齿形为优化的偏梯形螺纹;密封结构采用两级密封,主密封为锥面对锥面的金属密封,次密封为斜面台阶密封;扭矩台阶采用两级直角台阶,抗压缩性能良好。有限元分析结果和实物试验验证表明,此接头抗粘扣性能良好,具有较优异的连接强度及抗内压性能,适合对接头外径有限制且对油管接头性能要求较高的油井使用。     

某井改良型13Cr特殊螺纹接头油管腐蚀原因分析

针对某天然气井油管腐蚀严重的问题,将起出的油管螺纹接头进行了宏观检查,对不同井段油管腐蚀分布规律进行了统计分析,对油管的化学成分和腐蚀产物进行了试验分析。分析认为油管接头部位腐蚀集中与接头转矩台肩部位内倒角结构尺寸、内倒角部位加工精度有关;油管外螺纹接头端面腐蚀原因与油管在井下受力状况有关;导致改良型13Cr油管腐蚀的原因不仅与天然气中CO2、凝析水等腐蚀介质有关,而且与井下温度有关。     

海洋油气油管套管特殊螺纹接头评价技术研究

油管套管管柱在服役过程中,螺纹连接通常是管柱安全的薄弱环节,随着油气开采的环境条件、油井深度、井底压力和温度等油气井钻采范围的不断深入和扩大,对油管套管螺纹连接性能提出了更高要求。本文通过分析油管套管特殊螺纹接头的结构特点和密封机理、特殊螺纹接头评价内容、评价技术方法,比较不同评价技术方法的优缺点,以及评价技术研究与分析,针对海洋油气开发和钻采工艺特点,提出了油管套管特殊螺纹接头的技术特点组合优化创新设计,并通过理论计算、有限元模拟、优化设计验证、“API RP 5C5+特殊试验评价方法”全尺寸实物性能试验,初步制定了满足海洋油气特殊螺纹油管套管产品的产品结构,为海洋深水油气开采防泄漏保安全提供了保障,具有重要的推广应用价值。     

考虑温度影响的特殊螺纹油管接头有限元分析

为了解不同温度下依靠主密封面密封的特殊螺纹油管接头的力学行为,为特殊螺纹油管接头的设计和使用提供依据,采用Abaqus有限元软件建立了特殊螺纹油管接头三维有限元模型,分析了温度对接头密封面、扭矩台肩及螺纹段Mises应力和接触压力分布规律的影响。分析结果表明:不同温度下,沿螺纹锥度方向螺纹段扣牙最大接触压力及最小接触压力分别位于螺纹段第1扣和第11扣处,符合螺纹扣牙接触压力分布规律;油管接头最大Mises应力均出现在接头密封面及扭矩台肩处;随着温度升高,各螺纹牙Mises应力逐渐增大,而螺纹牙接触压力增加幅度较小;随着温度升高,密封面接触压力呈先增大后减小的趋势;扭矩台肩处接触压力随温度升高而增大。因此,应用于高温高压气井的特殊螺纹油管接头,在设计和实际应用中应考虑温度的影响。     

异锥度气密特殊螺纹油管接头密封特性研究

基于虚位移原理,建立了异锥度气密特殊螺纹接头(简称接头)的连接控制方程,并建立三维有限元模型,分析其在不同的机紧转矩和井下复杂工况条件下的力学响应特性。结果表明：在常见的工况下,接头的最大应力均小于材料的屈服应力;对于接头的密封结构,其主密封面的密封性能优于次密封面的密封性能;随着机紧转矩的增加,接头密封结构的平均接触压力与机紧转矩呈线性关系;轴向拉力和弯矩对接头密封结构的主、次密封面有不同程度的影响,但当机紧转矩值大于一定值后,其影响力将缓慢减弱并最终趋于稳定。分析结果对于接头的现场应用具有参考意义。     

碳纳米管强化玻璃钢油管及接箍螺纹强度分析

为了对碳纳米管强化玻璃钢油管及接箍螺纹强度进行分析,基于玻璃钢材料模型分析,建立了73.0 mm油管及接箍螺纹强度分析模型,分析了机紧过盈量、轴向载荷及内压对螺纹处应力、位移及接触压力的影响。分析结果表明:机紧过盈量0.08 mm产生的等效应力为11.4MPa,而200 k N的轴向载荷使得等效应力增大到135.6 MPa,21.0 MPa内压使得应力水平提高到266.9 MPa;200 k N轴向载荷作用使得螺纹啮合面产生明显相对滑动,有效啮合距离从1.3 mm降到1.1 mm,内压作用改善了啮合特征,使得有效啮合长度恢复到1.3 mm,轴向变形减小,但是油管的径向变形增大到0.9 mm。所得结论可为碳纳米管强化玻璃钢油管的现场应用提供参考。     

塔里木油田特殊倒角接箍油管的应用分析

通过对塔里木油田油管使用情况进行调查研究,认为90°台肩接箍油管在起下作业过程中容易损坏封井器密封胶芯,在套管柱结构变化处、在水平井和大斜度井经常阻卡。笔者对现有18°特殊倒角接箍油管和20°特殊倒角接箍油管使用效果进行调查研究,认为采用这2种特殊倒角接箍油管均可以避免上述问题。对18°特殊倒角接箍油管和20°特殊倒角接箍油管在使用过程中的受力情况进行了分析计算,认为18°特殊倒角接箍台肩承载面比20°特殊倒角接箍承载面受力更合理。为了减少油管品种,并保证油管使用性能,应当采用18°特殊倒角接箍油管。对如何从现有的90°台肩接箍油管和20°特殊倒角接箍油管过渡到18°特殊倒角接箍油管提出了具体的建议。     

特殊螺纹油管接头上扣性能三维有限元分析

特殊螺纹油管接头有限元分析多采用二维轴对称模型,不考虑螺纹升角,以主密封面与台肩处的渗透量模拟上扣时金属-金属间的过盈配合。该方法不能准确反映上扣时过盈量与扭矩的对应关系。鉴于此,考虑螺纹升角的影响,利用Abaqus软件建立了某特殊螺纹油管接头三维有限元模型,模拟分析了接头在最佳、最小、最大上扣扭矩下的上扣过程。分析结果表明,所建特殊螺纹接头模型加载扭矩曲线与标准上扣扭矩曲线基本相符;3种扭矩作用下,密封面与台肩环向路径上接触应力较大且分布较为均匀,螺纹啮合处虽有应力集中,但3种状态下最大等效应力远小于材料屈服强度且大小几乎相等;最佳扭矩拧紧状态下该型特殊螺纹油管接头具有最好的密封性能与足够大的连接强度。研究结果有助于深入了解上扣扭矩与密封性能和连接强度的关系。     

我国油套管特殊螺纹接头研究现状分析

介绍了油套管特殊螺纹接头的特点、发展历程以及目前我国油套管特殊螺纹接头的发展情况.分析了油套管特殊螺纹接头密封结构的确定、金属过盈量的控制、螺纹受力分布的优化、螺纹抗粘扣能力的提升以及配套刀量具的设计等关键技术和目前我国油套管特殊螺纹接头研发方面存在的问题.最后,对国内油套管特殊螺纹接头的发展提出了一些建议.     

我国油套管特殊螺纹接头质量探讨

分析了当前我国特殊螺纹接头的整体水平,指出我国特殊螺纹接头存在的设计创新不足、种类不能满足生产需要和寿命较短等问题。从特殊螺纹接头结构设计、管坯几何尺寸及性能、特殊螺纹接头加工工艺及设备精度、螺纹测量方法和检验能力、表面处理工艺等方面分析了生产特殊螺纹接头过程中影响生产质量的重要因素,提出了提高特殊螺纹接头生产质量的重要途径。     

油套管特殊螺纹接头连接技术的研究现状及展望

特殊螺纹油、套管是一种具有较高技术附加值的钢管产品,其制造技术近年来成为我国钢铁企业研究的重点.介绍了特殊螺纹油、套管的发展历史,归纳了目前占市场主导地位的特殊螺纹油、套管生产厂家及生产的主要扣型.对国际上研究、开发特殊螺纹接头的方法进行了分析总结,并介绍了主要研究成果.在此基础上,指出了我国特殊螺纹接头研究、开发过程中所存在的主要问题,并结合自主开发特殊螺纹的经验,提出了几点改进建议.     

试压过程中特殊螺纹油管接头冲刷腐蚀防护环挤出原因分析

某油田在特殊螺纹接头油管试压过程中,油管接头中装配的冲刷腐蚀防护环被挤出.文章对油管接头冲刷腐蚀防护环被挤出的原因进行了调查研究,并取样进行了上扣试验、气密封试验、水压爆破试验和复合加载气密封试验.试验结果表明,在试压过程中,油管接头中装配的冲刷腐蚀防护环被挤出的原因既与试验压力和泄压速度有关,也与冲刷腐蚀防护环尺寸有...     

油套管特殊螺纹接头工厂端上扣对现场端接箍参数及性能的影响

针对油套管特殊螺纹接头工厂端上扣前后出现的现场端接箍参数发生变化这一现象,进行了全尺寸实物试验和有限元分析,并对现场端接箍参数发生显著变化的样管进行了气密封试验。有限元分析显示,工厂端上扣后,现场端接箍应力水平提高,并会发生一定的膨胀,表现为现场端接箍的密封面直径变化远大于螺纹直径变化,且距离现场端越近表现越明显,这与上扣试验测量数据相吻合。气密封试验结果显示,现场端接箍公差发生显著变化的样管仍然可以保证其在复合加载下的气密封性能;已经经过全尺寸实物评价试验的油套管特殊螺纹接头,在上卸扣试验中同样存在工厂端上扣对现场端密封参数造成影响,整个试验过程已经包含了一端上扣对另一端接箍密封参数带来的影响。研究表明,只要接箍在工厂端上扣前螺纹及密封参数公差在规定范围内,在油田现场应允许现场端接箍参数超出规定范围,此结论可为油田用户提供参考。     

流场诱导API圆螺纹油管接箍失效分析及结构优化

油管柱失效的主要形式是油管螺纹连接失效。目前对油管螺纹连接失效的研究主要集中在载荷作用下的螺纹受力和变形分析,对螺纹连接处流场突变导致失效的研究较少。利用流体动力学计算方法,对API圆螺纹油管接箍流场内部的流体建立控制方程,采用FLUENT软件进行流场模拟,对接箍连接的"J"形区的压力、速度分布情况进行了分析,并提出了改进措施,对流道进行优化。"J"形区的流场模拟计算发现,流体因高速流动产生涡流和压力突变,进一步影响流体性质并冲击接箍内壁。API油管接箍结构优化后,避免了压力和速度的突变,有利于流体流通,为油管的优化设计提供了理论依据。      

特殊螺纹油管与套管的上扣扭矩构成与密封性能研究

通过大量上卸扣试验与气密封试验,研究了影响特殊螺纹上扣扭矩构成及其各部分比例与总上扣扭矩比值的因素;研究了上扣扭矩构成对特殊螺纹密封完整性及结构完整性的影响。结果表明:螺纹螺距、锥度、中径、紧密距偏差以及螺纹粘着磨损等因素明显影响上扣扭矩构成及其各部分比例,而较低的台肩扭矩与总上扣扭矩比值将明显降低拉伸载荷下的螺纹密封完整性,以及腐蚀介质存在时的螺纹结构完整性。提出了上扣扭矩构成及其各部分比例与特殊螺纹油套管的制造质量及螺纹连接质量的相关性,提出用上扣扭矩构成及其各部分比例作为评判特殊螺纹完整性的快速有效方法,用上卸扣试验及复合载荷密封性试验的方法确定特殊螺纹的最佳上扣扭矩及其各部分的构成比例。     

我国油套管特殊螺纹接头的发展现状

近年来我国各钢管加工企业非常重视特殊螺纹接头油套管的开发,通过引进国外专利或者自主开发,设计出了一些特殊螺纹接头,但与国外产品相比,国内特殊螺纹接头的性能和品种规格还存在不小差距。介绍了特殊螺纹接头的结构特点,分析了我国特殊螺纹接头的研究开发现状,指出了存在的一些问题,可为我国开发特殊螺纹接头油套管提供参考。     

特殊螺纹接头密封可靠性数值分析

在实际加工中,金属对金属密封结构的特殊螺纹接头的参数是变化的,金属密封面上接触压力也是变化的。利用有限元概率分析功能建立了研究密封面上接触压力分布的方法,分析了特殊接头在锥度、密封直径、载荷等多个参数在随机变化条件下的密封面接触压力的分布规律,计算了密封可靠性。结果表明,不合适的螺纹参数匹配将导致密封面在拉伸载荷作用下失去密封能力。使用该特殊螺纹接头可靠性分析方法有助于优化螺纹密封结构与参数加工公差设计,进行管柱的可靠性设计与剩余寿命评估,提高接头的密封可靠性。