复杂工况下特殊螺纹接头强度及密封性研究
发布时间：2023-01-26 01:49
气井压裂投产一体化管柱可实现压裂、完井和采气等工艺技术在一趟管柱内完成,减少了起下管柱的次数,但在各种工艺中,载荷变化较大,使得管柱的密封性受到很大影响。且压裂过程中,高粘度压裂液携带大量砂对管柱会引起冲蚀磨损作用,冲蚀磨损量的大小直接影响气密封扣及管柱的安全性。本文以常用特殊螺纹接头为研究对象,基于特殊螺纹接头结构、尺寸及公差等,运用三坐标测量技术,建立特殊螺纹接头几何模型。运用有限元分析软件,建立适合特殊螺纹接头强度及密封性的有限元模型,并通过室内气密封试验数据对有限元模型进行了验证和修正。以修正后的数值计算模型,对复杂载荷作用下特殊螺纹接头强度及密封性进行研究。结果表明:球面-球面密封结构随着轴向拉载荷逐渐增大接触压力下降较快,柱面-柱面密封结构基本不变。内压与轴向拉力复合作用时,副密封面为柱面-柱面密封,限制了内压引起的变形,所以主密封处接触压力变化不大。在密封面结构选择上,球面-球面、柱面-柱面的密封结构各有优势,应综合考虑接触压力和接触面积,选择不同工况下相对适合的特殊螺纹接头。随外压增大,由内压引起的变形减小,在一定外压作用下可减小由内压引起的齿部和管体上的等效应力,同时...
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
创新点摘要
第1章 绪论
1.1 前言
1.2 研究的目的及意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 螺纹密封机理研究现状
1.3.2 特殊螺纹密封力学研究现状
1.4 本论文主要研究内容
第2章 常用特殊螺纹结构分析
2.1 特殊螺纹接头密封机理及特点
2.1.1 特殊螺纹接头密封机理
2.1.2 特殊螺纹接头密封的主要特点
2.2 常用气井特殊螺纹接头结构
2.3 本章小结
第3章 特殊螺纹接头有限元分析基础
3.1 有限元分析的基本步骤
3.2 有限元分析的力学基础
3.3 接触设置
3.3.1 接触面离散化
3.3.2 接触判定方式
3.3.3 接触面约束算法选择
3.4 屈服准则
3.5 特殊螺纹接头强度及密封性的判定机制
3.6 本章小结
第4章 复杂载荷对特殊螺纹接头强度及密封性影响规律
4.1 特殊螺纹接头几何尺寸检测及建立
4.2 特殊螺纹接头有限元模型的建立
4.3 特殊螺纹接头有限元模型的验证
4.3.1 室内气密试验验证
4.3.2 现有实验模型验证
4.4 冲蚀前特殊螺纹接头受力和密封性能有限元分析
4.5 本章小结
第5章 冲蚀磨损对特殊螺纹接头强度及密封性影响规律
5.1 冲蚀磨损实验
5.2 冲蚀磨损数值模拟
5.3 冲蚀后特殊螺纹接头受力和密封性能有限元分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
发表文章目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]特殊螺纹接头双主密封结构密封性能分析[J]. 莫丽,涂炼,付强,王磊. 润滑与密封. 2018(02)
[2]基于Kriging模型的特殊螺纹油管和套管接头密封可靠性分析[J]. 刘文红,林凯,冯耀荣,王鹏,谢俊峰,杨向同. 中国石油大学学报(自然科学版). 2016(03)
[3]油管接头台阶密封面的接触压力及密封性能[J]. 蔄靖宇,李正美,安琦. 华东理工大学学报(自然科学版). 2015(03)
[4]特殊螺纹油管接头上扣性能三维有限元分析[J]. 窦益华,王轲,于洋,曹银萍. 石油机械. 2015(04)
[5]油气井管柱完整性技术研究进展与展望[J]. 冯耀荣,韩礼红,张福祥,白真权,刘文红. 天然气工业. 2014(11)
[6]油套管特殊螺纹接头上扣扭矩理论分析[J]. 许红林,施太和,张智. 西南石油大学学报(自然科学版). 2014(05)
[7]非API套管接头主密封结构气密性能试验分析[J]. 许志倩,闫相祯,杨秀娟,殷晓康,王明达. 压力容器. 2014(04)
[8]动载作用下特殊螺纹油管接头密封性对比分析[J]. 窦益华,于洋,曹银萍,杨向同. 石油机械. 2014(02)
[9]基于ANSYS的套管特殊螺纹接头密封结构设计[J]. 周晓君,魏波. 焊管. 2012(11)
[10]弯矩载荷作用下偏梯形套管连接螺纹参量敏感性分析[J]. 祝效华,高原,贾彦杰. 工程力学. 2012(10)
硕士论文
[1]石油套管接头结构分析及其抗扭机理研究[D]. 吴翔实.华东理工大学 2017
[2]基于有限元技术的特殊螺纹油管接头完整性分析[D]. 王蕾琦.西安石油大学 2015
[3]外压检测套管螺纹密封性装置的研究[D]. 赵琦璘.西南石油大学 2015
[4]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[D]. 王轲.西安石油大学 2015
[5]动载作用下特殊螺纹油管接头连接强度及密封性分析[D]. 周海凌.西安石油大学 2013
本文编号：3732029
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
创新点摘要
第1章 绪论
1.1 前言
1.2 研究的目的及意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 螺纹密封机理研究现状
1.3.2 特殊螺纹密封力学研究现状
1.4 本论文主要研究内容
第2章 常用特殊螺纹结构分析
2.1 特殊螺纹接头密封机理及特点
2.1.1 特殊螺纹接头密封机理
2.1.2 特殊螺纹接头密封的主要特点
2.2 常用气井特殊螺纹接头结构
2.3 本章小结
第3章 特殊螺纹接头有限元分析基础
3.1 有限元分析的基本步骤
3.2 有限元分析的力学基础
3.3 接触设置
3.3.1 接触面离散化
3.3.2 接触判定方式
3.3.3 接触面约束算法选择
3.4 屈服准则
3.5 特殊螺纹接头强度及密封性的判定机制
3.6 本章小结
第4章 复杂载荷对特殊螺纹接头强度及密封性影响规律
4.1 特殊螺纹接头几何尺寸检测及建立
4.2 特殊螺纹接头有限元模型的建立
4.3 特殊螺纹接头有限元模型的验证
4.3.1 室内气密试验验证
4.3.2 现有实验模型验证
4.4 冲蚀前特殊螺纹接头受力和密封性能有限元分析
4.5 本章小结
第5章 冲蚀磨损对特殊螺纹接头强度及密封性影响规律
5.1 冲蚀磨损实验
5.2 冲蚀磨损数值模拟
5.3 冲蚀后特殊螺纹接头受力和密封性能有限元分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
发表文章目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]特殊螺纹接头双主密封结构密封性能分析[J]. 莫丽,涂炼,付强,王磊. 润滑与密封. 2018(02)
[2]基于Kriging模型的特殊螺纹油管和套管接头密封可靠性分析[J]. 刘文红,林凯,冯耀荣,王鹏,谢俊峰,杨向同. 中国石油大学学报(自然科学版). 2016(03)
[3]油管接头台阶密封面的接触压力及密封性能[J]. 蔄靖宇,李正美,安琦. 华东理工大学学报(自然科学版). 2015(03)
[4]特殊螺纹油管接头上扣性能三维有限元分析[J]. 窦益华,王轲,于洋,曹银萍. 石油机械. 2015(04)
[5]油气井管柱完整性技术研究进展与展望[J]. 冯耀荣,韩礼红,张福祥,白真权,刘文红. 天然气工业. 2014(11)
[6]油套管特殊螺纹接头上扣扭矩理论分析[J]. 许红林,施太和,张智. 西南石油大学学报(自然科学版). 2014(05)
[7]非API套管接头主密封结构气密性能试验分析[J]. 许志倩,闫相祯,杨秀娟,殷晓康,王明达. 压力容器. 2014(04)
[8]动载作用下特殊螺纹油管接头密封性对比分析[J]. 窦益华,于洋,曹银萍,杨向同. 石油机械. 2014(02)
[9]基于ANSYS的套管特殊螺纹接头密封结构设计[J]. 周晓君,魏波. 焊管. 2012(11)
[10]弯矩载荷作用下偏梯形套管连接螺纹参量敏感性分析[J]. 祝效华,高原,贾彦杰. 工程力学. 2012(10)
硕士论文
[1]石油套管接头结构分析及其抗扭机理研究[D]. 吴翔实.华东理工大学 2017
[2]基于有限元技术的特殊螺纹油管接头完整性分析[D]. 王蕾琦.西安石油大学 2015
[3]外压检测套管螺纹密封性装置的研究[D]. 赵琦璘.西南石油大学 2015
[4]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[D]. 王轲.西安石油大学 2015
[5]动载作用下特殊螺纹油管接头连接强度及密封性分析[D]. 周海凌.西安石油大学 2013
本文编号：3732029
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/3732029.html
