螺纹参数公差对油管螺纹连接强度的影响分析

用弹塑性有限元法建立了圆螺纹油管接头接触问题的有限元模型,利用ANSYS大型有限元分析软件,对不同油管螺纹参数偏差的油管接头机紧连接和承受拉伸载荷作用工况的应力应变进行了数值计算。计算结果分析表明,油管各螺纹参数偏差不改变油管发生强度破坏的螺纹牙齿位置;不同的螺纹参数偏差对油管螺纹的连接强度影响不同,螺距公差、牙型角上偏差及齿根高下偏差对油管螺纹连接强度的影响较大。给出了各螺纹参数偏差对油管螺纹连接强度影响程度的排序,为油管螺纹的质量检测和油管断裂失效分析提供了一定的理论依据。     

油管螺纹激光淬火工艺的应用研究

利用激光淬火工艺对油管螺纹进行淬火,经处理后的材料表面呈超细化组织结构,表面硬度340 HV,淬硬层深:牙项0.5～1.1mm、牙底0.2～0.4mm,可解决油管粘扣问题。激光热处理系统由高功率CO_2激光器、功率计、光闸、导光系统、反射镜、聚焦镜及旋转工作台等组成。试验表明,激光淬火工艺生产效率能满足生产线的要求,各项技术指标均达到API标准要求。     

抛丸处理中保护油管螺纹的方法

在对油管管体迸行抛丸处理时,为了避免细钢粉进入保护套与螺旋槽之间在卸保护套时对油管两端螺纹造成擦伤,采用减少保护套螺纹牙数的方法,以尽量减少油管螺纹与保护套螺纹的接触。通过反复实验,确定保护套上螺纹取3牙最好,同时保护套选用柔性塑料材质。另外,适量扩大内螺纹保护套的内孔,以利于内喷砂枪自由进出,并按接箍内需要保护的螺纹长度相应加工内保护套的长度。该方法简便且经济,可有效地保证油管螺纹不受损伤。     

API油管螺纹激光淬火技术应用

应用激光表面热处理技术对API油管螺纹表面进行淬火,在保证原机体钢级屈服强度、抗拉强度、伸长率和冲击功等力学性能的条件下,既不改变螺纹的几何尺寸精度,又能增强螺纹的表面硬度和耐磨、耐蚀性能,提高油管的使用寿命,可有效解决采油作业中的油管粘扣问题。     

油管耐磨抗蚀氮化新工艺与应用

针对油、水井油管存在的腐蚀、偏磨问题,对油管的腐蚀、磨损机理和螺纹副的失效进行分析,并对油管耐磨防腐处理措施进行评价,认为脉冲真空氮化防腐工艺是国内最新研究开发的一种表面化学处理技术,用该工艺处理的防腐油管能从根本上解决油管材质表层的耐磨、抗蚀性,是可以推广的一种新技术。     

ST110连续油管断裂失效分析

为了分析某油田作业用ST110等级连续油管断裂破坏原因,通过外观检测、体式显微镜检测、化学成分分析、硬度检测等一系列实验手段对断裂油管样品进行检测研究。最终实验结果表明,ST110等级连续油管常规实验结果均合格,如显微硬度、化学成分、壁厚、外径疲劳寿命等;管体内壁发生了一定的塑性变形量,有径缩的趋势;通过金相显微镜下观察裂纹形态,发现油管断裂前发生了明显的塑性变形,原晶粒被拉长或破碎,已不再保持原来的大小形状,能看出明显的塑性流变特征,属于典型的过载断裂。综合分析结果表明,该连续油管失效的根本原因为过载断裂,使用过程中油管受到机械损伤壁厚减薄导致承载能力降低,剩余壁厚承受不住作业过程的外加载荷,导致油管开裂失效。     

激光表面热处理技术在油管加工中的应用

为解决油田现场使用油管时出现的螺纹粘连问题,河南油田机械制造厂利用激光表面热处理技术对油管和接箍表面进行淬火处理。该技术在保证油管强度极限和屈服极限不变的条件下,既不改变油管螺纹的几何尺寸,又能将油管螺纹的表面硬度大幅度提高,从而提高油管的综合性能,解决了现场作业油管和接箍粘扣问题,延长了其使用寿命,为油田降低开采成本提供了新方法和新工艺。激光表面热处理技术在油管加工批量生产中的应用,使油管和接箍产品成为具有专有技术的拳头产品,给制造厂带来显著的经济效益和社会效益。     

N80Q EU油管管体爆裂失效分析

对某油井N80Q级φ73.02mm×5.51mm EU油管管体发生的爆裂失效事故进行了调研,并对其爆裂失效原因进行了详细的分析。结果表明,油管理化性能符合行业标准要求。管体爆裂失效的原因是由于油管在制造过程中,管体表面及组织内部产生大量沿晶裂纹,在应力和显微裂纹作用下,晶界强度降低,外力或宏观应力的作用使裂纹沿晶界不断扩展并延伸,最终形成断口。最后建议,油管在热处理过程中应调整淬火介质,控制淬火温度,避免在制造过程中产生裂纹。     

大庆油田抽油机油管失效分析

通过对油管正常生产时发生泄漏和断裂的调研,以及分析失效油管实物,确定了油管失效的主要原因。1,油管泄漏由于油管螺纹损坏或螺纹锥度不匹配和尺寸精度达不到要求等原因,上扣后密封不严而产生泄漏,油管内部压力高于管外套压,原油沿泄漏处对螺纹进行冲刷,部分螺纹齿被冲出沟槽,最终导致油管脱扣。现场所用油管、油管大小头、短节、接箍等来源不同,质量差别很大,而且有时采用修复过的旧油管,没有经过有效的检测,致使来源不同的油管和接箍很难保证配合紧密,极易产生泄漏。油管在储存、运输和安装过程中,油管螺纹损坏也会造成密封不严;油管上扣…     

川渝地区某超深井钻铤外螺纹断裂失效分析

某Φ279.4 mm钢制钻铤在川渝地区某超深井服役过程中紧扣时,在距钻铤外螺纹端面2～4 cm处发生断裂。通过对断口进行宏观形貌观察及断口和台阶面特征、金相组织、硬度分析,并结合钻铤材料的力学性能试验,对失效钻铤外螺纹断裂原因进行试验分析。结果表明:钻铤螺纹齿牙之间附着大量沉积物,台肩处大量大尺寸磨损坑,多处裂纹源在齿根底部形成,集中在最末完全扣前3～5扣处,在拉伸应力以及扭矩交变载荷的共同作用下,裂纹缓慢扩展,形成初始断口,当钻铤断裂截面处不足以承载交变载荷以及扭矩作用时,发生断裂。     

连续油管在川东气田的腐蚀行为研究

针对CT80级连续油管在川东气田井下作业过程中的腐蚀情况,采用XRD、激光显微镜、离子色谱仪等分析了管体表面的腐蚀产物、微观组织、硬度和腐蚀介质,研究了连续油管在含有Cl-和SO42-等弱碱性水溶液中高温、高压环境下的腐蚀失效情况.结果表明,在川东气田井下水溶液中Cl-与S2-离子对连续油管的腐蚀起主要作用;连续油管的...     

超深气井油管气密封检测应力分析及防控措

为预防气密封检测压力不当对超深气井油管螺纹造成初始损伤,采用接触问题分析的有限元法,建立了3种型号的油管气密封检测有限元力学模型,针对塔里木油田某超深气井油管螺纹气密封检测的应力问题进行了定量、系统的研究。结果表明:当下部悬重油管重力超过一定值后,气密封检测会造成油管螺纹大端最后三扣扣跟的塑性变形,随着提拉力的增加,塑变面积也随之增加;在相同的工况下,增加油管的壁厚并不会明显改善大端最后三扣扣跟处的应力集中现象。通过改进气密封检测压力和提高油管螺纹钢级可以明显提升油管螺纹的服役安全系数,建立的模型可以为油管螺纹气密封检测应力分布规律定量地提供理论依据。     

提高油管加工质量的工艺措施

由于国产油管毛坯材质不均匀 ,硬度低 ,去磁效果不好 ,以及接箍的加工和热处理工艺不当等因素 ,影响国产油管质量。为此 ,提出改进措施 :(1)严格控制原材料 ,确保管体材料硬度HB2 5 0～ 2 70 ,并进行消磁处理 ;(2 )改进油管加工工艺。采用 6 5°刀径向挤切毛刺去刺法除去毛刺 ,加工螺纹时粗车、精车分开进行 ,并提高切削转速 ,采用两把螺纹梳刀 ;(3)改进接箍的加工和热处理状态 ,即接箍彻底去油去锈 ,镀层厚度以 2 5 4 μm为宜 ,最好采用磷化处理 ;(4)螺纹应采用含铜、锌、石墨的护丝油予以保护     

超深高温高压气井完井含伸缩管测试管柱的应力与变形特征

塔里木盆地MJ4井测试管柱长6 617 m,测试时井底压力为101.63 MPa,完井作业过程中管柱出现了塑性变形问题,迫切需要准确地确定管柱塑性变形究竟发生在完井作业的哪个阶段。为此,采用三维有限元分析方法,结合MJ4井坐封、压裂和试油3个典型的载荷工况,对管柱的变形和轴向应力分布进行了数值计算,总结了含伸缩管的完井测试管柱力学行为计算流程。研究内容主要包括:①提出了具有伸缩管的油管柱系统中伸缩管的伸长与闭合状态的判断依据,并给出了相应的计算原理和计算公式,计算了MJ4井油管柱伸缩管的伸长—闭合状态;②给出了水力锚咬合不良产生的封隔器环空附加压差载荷的分析计算方法,模拟了其对管柱系统变形行为的影响,指出了附加压差载荷对管柱的塑性屈曲变形有着重要的影响;③计算模型引入了侧向屈曲变形的限制,从而间接考虑了接箍刚度对屈曲变形的影响,计算分析了油管柱在各种载荷共同作用下的变形情况,得到的数值结果显示与观察到的变形现象相同。研究结果表明,MJ4井管柱的塑性变形发生在压裂改造施工阶段,各种形式的液体压力载荷及重力载荷是塑性变形的主要原因。结论认为,含伸缩管测试管柱的力学计算模型可作为优化施工和管柱系统结构设计的重要理论工具和分析手段。     

地面驱动螺杆泵采油管柱弯曲机理研究

随着地面驱动螺杆泵的广泛应用，抽油杆的断脱与偏磨现象越来越严重，大多文献将其主要原因只归结为抽油杆弯曲以及井眼曲率，却忽视了油管弯曲这一重要因素。从油管的变形分析入手，给出了活塞效应、鼓胀效应、温度效应以及油管弯曲等原因造成的变形量，并在此基础上利用管柱稳定计算原理提出了弯曲个数、弯曲段长度等关键参数的计算方法和计算公式，以期对防止偏磨提供一定的参考。     

往复式高压注水泵泵头复合强化工艺

决定往复式高压注水泵工作可靠性的关键因素是泵头（阀箱）的工作寿命。运用断裂力学、金属学、疲劳损伤、金属强化、有限元分析和机械制造工艺等理论和方法，提出了泵头复合强化工艺，即首先对泵头内腔表面实施薄壳硬化自增强处理，使该内表面具有压应力场；随后对此内表面进行强力喷丸，使之最终获得最佳残余压应力场，从而大大提高泵头的疲劳断裂抗力和应力腐蚀（含氢脆）断裂抗力。研究表明，由强力喷丸引入薄壳硬化层的残余压应力场和塑变引起的γ－α相变，是提高泵头疲劳强度的两个重要因素。     

提高隔热油管机械寿命的有效设计

在热力采油过程中，大量隔热油管的失效形式是机械损坏，即管体、焊缝、接箍或联接螺纹的破裂、变形或过度磨损。隔热油管的机械寿命指隔热油管保持其必要的机械性能的持续使用时间。分析了隔热油管的服役条件和机械损坏形式，提出了“超低硫、磷低成微合金”管材化学成分设计。同时改进ＡＰＩ标准偏梯形螺纹联接或采用新型多重金属密封的锯齿形螺纹联接。预应力隔热油管应当采用无应力焊接工艺，以减少焊接缺陷。     

表面状态对N80油管激光强化影响的试验研究

针对机采井管杆偏磨严重的油井,提出对油管内壁进行激光强化处理,以提高油管耐磨性能。为获得较好的表面强化层,研究了表面状态对N80油管激光强化的影响。利用激光器对表面未处理、表面喷砂、表面喷丸、喷涂吸光材料等不同状态的N80试样进行激光熔凝处理。通过分析不同状态下熔凝试样的表面形貌、熔凝层厚度及表面硬度得出,在相同工艺参数下,喷涂吸光材料能大大提高熔凝效果,喷丸并熔凝处理后的试样具有较高表面硬度和较大熔凝层厚度,且表面成型最好。因此,喷丸最适合作为激光熔凝的表面预处理工艺。