某油田油管特殊扣适应性评价分析

发布时间：2020-06-15 13:28

【摘要】：某区块天然气井井底压力达到110MPa,温度超过170℃,苛刻的井底工况给特殊扣的性能带来了严峻的挑战。按照ISO 13679规范对油管特殊扣评价已不能完全满足油田选用特殊扣的需要,本论文探索了一种适应于该地区的特殊扣评价选型方法。依据现场实际工况,通过开展上卸扣实验、复合载荷包络线实验、极限载荷实验等实验和有限元相结合的评价方法,对A型和B型两种特殊扣进行了分析评价。通过实物实验发现,两种特殊扣在上卸扣与复合载荷包络线实验中均未出现结构损坏与泄漏失效现象;A型特殊扣在压缩条件下内压至失效实验中,未发生泄漏。在高内压条件下拉伸至失效实验中,当拉伸载荷增加至1382kN时管体A端外螺纹断裂失效。说明管体A端外螺纹端是该种扣型的强度薄弱点。B型特殊扣内压至失效实验过程中,也未发生泄漏,而当内压增大至127MPa时,B型特殊扣A端管体爆破,压缩失稳失效。通过有限元分析可知,接头应力分布较为均匀,管体螺纹段、端面顶点附近局部发生屈服,适当增加内压可以提高接头密封性能;外螺纹的应力水平高于大于接箍的应力值,说明管子外螺纹和接箍相比,是容易失效的一方,与之前实验结果一致。研究发现,两种特殊扣具有良好的密封与完整性,能满足A地区高压气井的正常生产要求,但其对极端复杂工况的适应性仍然有待考验。研究认识到,结合实验法与有限元法所建立的评价方案,可以有效地评价特殊扣,为油田特殊扣的选型提供了一种可供借鉴的方法。
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE931
【图文】：

几何结构诞生，就是为了克服 API 螺纹连接强度、密封性能等方面满足更严苛的井下环境要求，因此其在结构方面做出了较大矩台肩结构三部分构成特殊扣[22]。PI 螺纹应用时期，由于其结构缺陷，不能承载较大的连接强扣等失效现象。而目前，各大特殊扣设计厂商在特殊扣设计就有效改善了螺纹牙连接强度低的问题，目前只有少数特殊连接强度，采用形状异于偏梯形螺纹的结构。与早期 API 偏的偏梯形螺纹在设计时在形状方面做出了适当的调整，一般大为四十五度，而承载面角最小为负十五度，最大为三度，度范围能有效增强偏梯形螺纹牙的整体性能，包括提升连接留了由于 API 偏梯形螺纹的基础上，改变其部分形状参数，，这对改善螺纹连接性能，提升抗粘扣性能有所帮助。特殊

d.柱面-柱面 e.锥面对锥面图 2-2 主密封的结构形式/金属密封结构的本质就是，通过控制接触面之间的接触压力来起，保证螺纹接头的气密性就必须使：密封面之间的接触压力>管论的确立 在最初并未考虑粗糙度因素，在光滑面上建立的结论不用中，螺纹接头紧密配合后仍存在接触间隙，所以为了尽量避免在设计密封结构时，首先保证在受到载荷时，密封面的接触压力密封面上的接触面积尽可能大，最后在实际加工时要提高精度，糙度[23]。我么可以发现，保持接触压力与接触面积之间的微妙平的完整性，也考虑了结构的密封性。油套管螺纹接头施加轴向拉伸载荷时，具有锥面-锥面密封、球面密封结构的螺纹接头的接触压力会有所降低，密封性能有所下降密封、球面-柱面密封结构的螺纹接头来说，在受到同样外力载荷应力波动较小，能维持其密封能力。通过分析研究，影响其密封密封过盈量，如何控制密封面过盈量，成为螺纹设计的重点之一

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本文编号：2714485