特殊螺纹油管接头密封性能评价及上扣扭矩控制技术研究

发布时间：2020-09-30 11:24

　　 不合适的上扣扭矩及苛刻的服役环境是造成特殊螺纹接头失效的主要原因。过扭会使台肩或密封面塑性变形过量,导致密封失效,欠扭会使密封面接触应力不足,造成泄漏或脱扣。因此,本文考虑到轴对称模型不能加载上扣扭矩、无法分析上扣扭矩对特殊螺纹接头影响的局限性,建立了考虑螺纹升角影响的VAM特殊螺纹油管接头三维模型,通过Abaqus有限元软件模拟了接头的上扣过程,深入了解了上扣扭矩、轴向力、内压及弯曲载荷对特殊螺纹油管接头密封性能与连接强度的影响。结果表明:(1)80MPa内压下,当轴向拉力大于800KN时,台肩处出现间隙,管体内压会进入间隙从而影响特殊螺纹油管接头的密封性,当轴向压力大于600KN时,小端各圈螺纹承担了较大比例轴向载荷,螺纹处最大等效应力大于材料屈服强度,螺纹易粘扣;(2)弯曲载荷与轴向压力共同作用下,特殊螺纹油管接头应力分布不均匀,密封面处接触应力降低,受拉端台肩处接触应力为零,密封性能降低;(3)有限元扭矩加载曲线与实验扭矩加载曲线基本相符,有限元较完整地模拟了特殊螺纹油管接头的上扣过程,最小、最佳、最大上扣扭矩作用下,密封面与台肩环向路径上均保持了较高的接触应力且分布均匀,螺纹处虽有应力集中现象,但最大等效应力远小于材料屈服强度。
【学位单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TE931.2
【部分图文】：

图 1-1 特殊螺纹油管接头径向过盈配合图肩扭矩公式[35]，给出了接头间接触应 2 2 22 2 2 21 (1 ) 1 r r R r R

随着高温高压、高复杂难度井的开发及投产，普通的 API 螺纹接头已经不能满足刻的服役环境，为了减少油田在开采过程中由于接头的失效而带来的损失，具有更封性能与连接强度的特殊螺纹油管接头现在已被油田大量使用。如图 1-2 所示，相传统 API 螺纹接头，特殊螺纹油管接头具有独立的密封结构，可以实现多级密封，纹部分主要起连接性作用，因此，特殊螺纹接头密封性能更好，连接强度更高。

图 1-3 特殊螺纹接头密封结构与齿形结构 特殊螺纹油管接头结构特点-4 所示，FOX 特殊螺纹油管接头采用了先进的螺纹形状，独特的密面对锥面主密封，反向角扭矩台肩金属辅助密封。密封结构由三于三段圆弧较合理的组合与过渡而降低了局部应力集中，因此较

【参考文献】

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本文编号：2830776