端面金属自密封特殊钩形螺纹有限元分析

针对常规API套管螺纹在膨胀时不能保持其结构和密封性能的问题,设计了一种端面金属自密封的膨胀套管特殊钩形螺纹结构,根据弹塑性有限元理论,建立了该特殊螺纹的有限元模型,模型结构中包括膨胀锥、膨胀套管及其特殊螺纹结构,研究了膨胀过程中特殊螺纹部分的Von Mises应力分布大小,结果表明该螺纹满足力学要求。分析了套管膨胀后端面金属自密封处的密封性和特殊螺纹部分的密封性,最终提出在预留退刀槽部分设计安装1个橡胶密封圈,增加1个密封圈后,能够保证该特殊钩形螺纹的密封完整性,为膨胀套管特殊螺纹结构设计提供了理论依据。     

膨胀套管螺纹连接技术研究

膨胀套管螺纹连接技术作为膨胀套管技术的关键核心技术之一,影响到膨胀套管发生膨胀后的连接
和密封效果,对其成功膨胀及作业具有至关重要的影响。在完成膨胀套管螺纹的基本结构和密封结构设计基础
上,对该膨胀螺纹进行有限元分析、室内膨胀、斜井膨胀及抗拉实验,完善优化膨胀套管螺纹结构,并在套管内和裸
眼井内实现现场应用。应用效果表明,所设计的膨胀套管螺纹在套管膨胀前后具有良好的密封性能和机械完整
性,能满足设计及现场应用要求。     

特殊螺纹石油套管接头密封结构优选

为了保证石油套管接头在高温、高压及强腐蚀工作环境下的密封完整性,采用金属对金属的密封方式代替橡胶密封。阐述了金属对金属密封的密封机理,根据厚壁圆筒弹性力学理论,推导出了石油套管接头锥形密封面最大过盈量的计算方法。利用有限元分析软件Marc建立石油套管接头的二维轴对称模型,分析了不同过盈量下密封面锥度和扭矩台肩角度对接头密封性能的影响,并对密封结构参数进行优化。采用有限元法与全尺寸试验相结合的方法验证石油套管接头在机紧、机紧+拉伸、机紧+拉伸+内压3种工况下的密封性能,结果表明该石油套管接头满足密封要求,在机紧+拉伸工况下接头的密封强度最差,设计时应优先考虑该工况。研究结果对特殊螺纹接头的开发和使用具有较高的参考价值。     

基于ANSYS的套管特殊螺纹接头密封结构设计

分析了API套管螺纹接头的泄漏机理以及特殊螺纹接头的密封机理,在API套管螺纹接头的结构基础上进行了一定改进,提出了一种新型的双台肩、三锥度套管特殊螺纹接头的密封结构形式,并利用ANSYS软件对设计的密封结构在上扣和拉伸两种工况下进行了分析研究,得出了不同工况下螺纹接头各扣牙的受力曲线。分析结果表明,该特殊螺纹接头结构合理,各扣牙受力分布较为均匀,可延长套管接头的使用寿命。关键词:螺纹接头;泄漏机理;密封机理;受力分析     

石油套管螺纹连接的密封结构

列举各种石油套管的密封结构,重点是特殊螺纹石油套管的密封结构,分析API圆螺纹的密封缺陷,讨论各种特殊螺纹套管良好的密封结构,为进一步提高固井质量,提高套管的抗泄漏能力,建议推广使用特殊螺纹石油套管,并使用专业化下套管工具——动力套管钳和扭矩仪下套管作业,从而提高油井寿命。     

提高API螺纹油管和套管密封性的措施

API螺纹油管和套管由于在密封性能方面存在一定的缺陷 ,其使用受到了限制。为此 ,从API螺纹油管和套管密封的特点出发 ,提出 5项提高螺纹密封性的措施 :(1)改变螺纹加工公差 ,严格控制螺纹齿高、牙形角、锥度和中径的公差 ;(2 )使用特殊密封螺纹脂 ,即用国外产的Seallube螺纹脂和国产CATTS10 1螺纹脂 ;(3)提高螺纹表面处理的镀层厚度 ,使镀层厚度超过 6 0 μm ;(4)增加密封环 ,即在接箍螺纹部位加工密封槽 ,然后放置弹性密封环 ;(5 )严格控制上扣操作 ,采用扭矩 圈数及扭矩 位置等上扣控制方法。     

膨胀套管螺纹联接设计研究

鉴于API标准套管螺纹及目前广泛使用的特殊螺纹无法满足膨胀套管的技术要求等问题,设计出内外壁都与管体平齐的直联型膨胀套管螺纹联接。对设计进行了计算机有限元模拟分析,采用大型非线性有限元分析软件MSC.Marc,将膨胀套管螺纹联接按轴对称问题处理,选用轴对称节点四边形实体单元。模拟分析表明,设计的螺纹在上扣过程中,其等效VME应力分布呈现啮合螺纹端部较高、中间部分较低的趋势,最大值约为271 MPa,符合膨胀套管螺纹的基本要求,膨胀后的结构及密封性能满足现场要求。     

可膨胀套管技术概述

可膨胀套管技术是将为21世纪石油钻采行业起着关键性作用的技术之一。主要应用于封堵复杂层，尾管悬挂器、套管修复等多个领域，该技术的最终目的是实现使用同一尺寸的套管代替现行的多层套管，以提高对付多个复杂地层的能力，提高钻井作业效率，降低钻井成本。文中详细介绍了国内外可膨胀套管技术的发展情况。     

螺纹脂对API螺纹接头密封性的影响

通过对ＡＰＩ螺纹接头特点的分析，考察了不同类型螺纹脂对ＡＰＩ螺纹接头密封性的影响。ＡＰＩ螺纹啮合后存在的螺旋性间隙是导致螺纹接头泄漏的根本原因。螺纹接头的密封性主要取决于螺纹的加工参数，但螺纹脂对螺纹接头的辅助密封作用不应被忽略。认为在螺纹参数确定以后，螺纹脂对密封性有一定的影响，螺纹脂选择适当可以提高并保持ＡＰＩ螺纹接头的密封性能。     

非API规格偏梯形套管螺纹的开发

为了满足特殊井况结构螺纹接头的需要,提出了非API规格套管设计方法,在原有API偏梯形螺纹齿形和参数的基础上,重新设计计算了中径、完整螺纹长度、管端至消失点总长度、接箍镗孔直径、管端至三角形标志长度和全顶螺纹长度等6项参数,对设计的非API规格偏梯形螺纹套管进行了有限元分析,并进行了拉伸试验和静水压试验。结果表明,设计的非API规格偏梯形螺纹套管性能满足相关标准要求,其抗拉伸及抗内压性能达到管体100％,抗压缩性能达到管体40%。     

油套管特殊螺纹设计要素分析

通过对国内外油套管几种特殊螺纹进行对比,对特殊螺纹设计中密封、扭矩台肩、螺纹３大设计要素进行了分析,并对国内特殊螺纹的发展提出了一些注意要点和建议。     

等井径膨胀套管连接密封功能解耦与创新设计

膨胀套管连接密封技术是膨胀套管技术关键问题之一。通过公理设计理论分析发现：现有的膨胀螺纹连接是一种耦合设计,其既要承载下一级膨胀管的重力又要起到膨胀后的主要密封作用。引入资源解耦法、零功能解耦法和效应解耦法3种解耦方法,逐层逐级针对螺纹密封机构进行分析,并且给出了相关的解耦方案。     

膨胀管套管补贴工艺及在胜利油田的应用

膨胀管补贴技术可用于大井段套管修复，完全不同于现有的波纹管套管补贴技术及补贴加固技术，在套管修复以后其内径减小量很小，能承受的抗压强度是其他方法不能比拟的。膨胀管密封悬挂技术采用耐高温、高强度橡胶材料，膨胀后紧密地与原套管内壁接触，从而达到密封与悬挂的目的。2005～2006年，该技术在胜利油田4口井推广应用，其中，梁38—1井超百米井段补贴获得成功。     

HSM-2型特殊螺纹套管接头设计分析

在综合考虑油田使用要求和现有机床加工能力的基础上,以计算机仿真技术为手段,分析并模拟套管接头在多种工况下的使用性能,优化特殊螺纹套管接头的结构,设计开发出一种具有自主知识产权的HSM-2特殊螺纹套管接头新结构。目前,HSM-2特殊螺纹接头已经通过了严格的评价试验,并获得了下井应用。新产品HSM-2特殊螺纹套管接头的设计开发,成功实现CAD（计算机辅助设计）—CAE（计算机辅助分析）—CAM（计算机辅助加工）的无缝衔接,降低了新产品开发成本和开发周期,可以为开发更多类似产品提供参考。     

等井径膨胀套管技术发展现状

等井径技术是膨胀套管技术的发展方向,该技术可以在钻井过程中保持无内径损失钻进,实现全井采用同一尺寸的套管完井,从而消除井眼锥度,降低建井成本,拓展现有钻探区域。介绍了等井径技术的原理和技术优势,阐述了等井径膨胀套管系统的技术发展及应用情况。     

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。     

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近年世界各高压油气深井中普遍使用VAM、2SC、3SB、NS等系列特殊丝扣套管及油管。本文从世界开发油、套管产品的动向简介了特珠丝扣的结构原理,除部析3SB和VAM两种特殊丝扣的优越性以外,并列表对比了6种特殊丝扣的主要性能。又对如何选择、检验、使用等方面提出了具体意见。     

膨胀套管技术在侧钻井完井工程的应用研究

膨胀套管技术作为一种新兴技术越来越受到石油工程界的重视,采用该技术可以改善现有井身结构,增大完井井径,有利于后续钻井、采油及修井工程作业。介绍了膨胀套管技术的原理及其在侧钻井中应用的技术优势、关键技术和国产膨胀套管技术首次在裸眼井中的应用情况。