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结构参数对性能的影响

油套管特殊螺纹接头由球面/柱面型主密封结构、反向式台肩结构和螺纹连接部分组成,球面主密封面曲率半径r、主密封面的过盈量δ和台肩的反向角度θ等结构参数对接头的强度和密封性能具有重要影响.基于因数轮换法的基本思想,运用有限元数值仿真方法分别研究了结构参数r、δ和θ对油套管特殊螺纹接头的强度和密封性能的影响,结果表明,r越大接头密封性能越差,θ越大接头密封性能越好,δ越大则接头密封性能越好,但接头应力集中程度则会加重.     

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。     

油套管特殊螺纹接头的技术现状及结构形式

随着油气井钻探环境的日益苛刻,API螺纹接头在连接强度和密封性能方面已不能满足某些油气井的使用要求,因此特殊螺纹接头的应用范围不断扩大。为此,介绍了油套管特殊螺纹接头主要生产厂家和其生产的几种典型的特殊螺纹接头以及特殊螺纹接头的结构形式,可为特殊螺纹接头的设计和制造提供参考。我国应尽快开发出结构完整和密封完整的特殊螺纹接头,以满足受拉伸、压缩、弯曲、内压和外压复合载荷以及高扭矩、高腐蚀和高温工况条件下的需要。     

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。     

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.     

特殊螺纹接头扭矩的分析

简要介绍了特殊螺纹接头的基本结构和特殊螺纹接头扭矩计算的重要意义。在试验与有限元分析的基础上,建立了特殊螺纹接头的扭矩计算方法。该方法是将特殊螺纹接头扭矩分成螺纹与台肩两部分,采用不同的摩擦系数对有限元模型计算上扣后对应的螺纹与台肩扭矩。最后验证了该计算方法的可靠性,结果表明,该方法的计算结果与试验结果相吻合,可以用于特殊螺纹接头扭矩的计算与预测。     

地下储气库特殊螺纹套管接头密封性分析

以目前国内枯竭油气藏型地下储气库使用的特殊螺纹套管接头为研究对象,利用弹塑性有限元方法,首次建立了地下储气库运行工况下特殊螺纹接头连接的有限元数值模型,分析了不同注采工况下套管接头连接的VonMises等效应力和接触压力分布特点,并对特殊螺纹接头密封面、台肩面及螺纹面的密封性能等进行了评价分析。研究结果表明,地下储气库注气工况下套管接头的泄漏概率要大于采气工况,目前使用的特殊螺纹接头连接基本可以满足储气库安全运行需要;而对于特殊螺纹接头本身,主密封面和台肩面局部出现塑性变形,且接触压力大,是易发生泄漏的部位。     

锥度设计对套管特殊螺纹接头密封性能影响

为进一步研究锥度设计对套管特殊螺纹接头密封性能的影响,利用ABAQUS有限元分析软件对不同锥度设计的套管特殊螺纹接头进行了上扣、拉伸、压缩条件下密封接触压力及接触长度的数值模拟。结果表明:内螺纹收尾处平切处理可有效提高密封面的接触压力和接触长度,扩大螺纹锥度的取值范围,但会减少全顶螺纹数量,平切深度越大,全顶螺纹数量越少,设计平切深度值时应全面考虑,避免影响接头连接强度;设计退刀槽可增加密封面接触压力和长度,但需注意其结构设计,避免造成配合螺纹的划伤或粘扣。     

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。     

特殊螺纹接头的研究现状分析

介绍了特殊螺纹接头发展历史及现状,国内外主要生产供应商生产的特殊螺纹接头类型及其特点。对特殊螺纹接头研究的重点和难点如：金属接触的密封结构及过盈量控制、螺纹受力优化和螺纹抗黏扣技术等进行了实例专利分析。指出了目前我国在研究特殊螺纹接头过程中存在的主要问题,为特殊螺纹接头的国产化提出了一些建议。     

特殊螺纹接头油套管验收关键项目及影响因素

通过对特殊螺纹接头油、套管评价试样尺寸测量结果及试验结果进行对比分析,认为特殊螺纹接头油、套管验收的关键项目有接头密封面尺寸精度、螺纹紧密距、表面处理方式及质量等。各种表面处理层引起的接头密封直径和螺纹紧密距变化量不同,表面处理层对螺纹紧密距的影响还与螺纹本身的结构有关,表面处理方式对油、套管接头性能影响很大。     

长庆气田天然气流量量值溯源体系的建立

为了准确地复现天然气流量标准值,科学公正地开展天然气流量量值溯源和仪表计量性能测试及有关的科研工作,长庆气田建成了具有较高准确度水平的移动式实流在线标准装置,并建立了相应的天然气流量量值溯源体系,基本上实现了气田在用孔板流量计、旋进旋涡流量计、涡街流量计等常用天然气仪表的实流检定或校准。本文将量值溯源的方法结合长庆气田的实际,阐述了建立长庆气田的天然气量值动态溯源体系的过程,以供同行参考。     

长庆气田天然气流量量值溯源体系的建立

为了准确地复现天然气流量标准值，科学公正地开展天然气流量量值溯源和仪表计量性能测试及有关的科研工作，长庆气田建成了具有较高准确度水平的移动式实流在线标准装置，并建立了相应的天然气流量量值溯源体系，基本上实现了气田在用孔板流量计、旋进旋涡流量计、涡街流量计等常用天然气仪表的实流检定或校准。本文将量值溯源的方法结合长庆气田的实际。阐述了建立长庆气田的天然气量值动态溯源体系的过程，以供同行参考。     

特殊螺纹接头上扣螺纹过盈量设计

针对特定工况要求设计的低钢级、薄壁油管特殊螺纹上扣扭矩较低问题,首先采用蒙特卡洛方法对不同加工偏差组合的接头进行有限元模拟分析,得到上扣螺纹过盈量与台肩扭矩的线性关系,由此初步确定满足工况要求的上扣螺纹过盈量设计值。然后利用实物上卸扣方法进行了试验验证。结果表明,利用有限元方法可快速分析实际特殊螺纹接头在不同上扣螺纹过盈量下的台肩扭矩分布,最大台肩扭矩与实物上卸扣试验结果基本一致。     

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。     

PSC特殊螺纹接头上扣特性研究

针对PSC特殊螺纹接头采用金属密封结构和扭矩台肩的特殊性,开展了4种PSC接头上扣特性的全尺寸试验研究。通过试验,得到PSC接头上扣扭矩圈数曲线图和螺纹过盈量计算公式,并给出国外普遍采用的按台肩扭矩控制上扣的MSTL质量控制图。对我国油田按上扣标记控制PSC接头上扣方法的缺陷进行了讨论,指出应严禁使用;对关于提高PSC接头上扣可靠性问题提出几点建议。     

浅析特殊螺纹接头油套管检测与质量控制

介绍了特殊螺纹油套管的发展和现状,对常见的特殊螺纹接头结构进行了分析,指出起连接作用的螺纹的参数、起密封作用的金属面的外观及尺寸和起抗过扭作用的台肩的深度和角度是特殊螺纹接头检测的主要质量控制要点.根据特殊螺纹油套管的生产工序,提出了特殊螺纹油套管制造质量控制的重点.     

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。     

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。