基于有限元技術(shù)的特殊螺紋油管接頭完整性分析.pdf

1、隨著石油勘探技術(shù)的進(jìn)步，高溫、高壓及超深井大量開發(fā)，井下管柱服役環(huán)境更加惡化。接頭是油井管中最薄弱的環(huán)節(jié)，在工作環(huán)境中發(fā)生泄漏、脫扣、破壞等失效形式。根據(jù)油田資料，部分氣井出現(xiàn)油管泄漏、油套環(huán)空異常帶壓現(xiàn)象，甚至發(fā)生井筒完整性失效，因此對接頭的密封性及連接性能提出了很高的要求。
　　研究特殊螺紋接頭完整性的方法很多，其中解析法計算模型比較復(fù)雜，計算過程未考慮沿齒面接觸應(yīng)力的變化，結(jié)果不是很精確;螺紋失效瞬間發(fā)生，不能對瞬時應(yīng)變進(jìn)行

2、采樣，全尺寸實驗法具有一定的局限性;二維有限元模型分析時多將其簡化為關(guān)于軸對稱的模型，簡化非對稱載荷后不能得出接頭完整的環(huán)向應(yīng)力分布。因此，本文建立接頭三維有限元模型，通過Abaqus軟件在油管處施加扭矩，模擬接頭上扣的過程，實現(xiàn)了最小、最佳、最大上扣扭矩過程中接頭應(yīng)力分析，軸向力，內(nèi)壓及彎曲作用下接頭的應(yīng)力分布。
　　通過研究，得出以下結(jié)論:最佳上扣扭矩擰緊時，該型特殊螺紋油管接頭具有更好的密封性與連接強(qiáng)度。在軸向力的作用下，無

3、論是拉伸載荷還是壓縮載荷，內(nèi)外壓同時作用下，密封效果較好且優(yōu)于僅考慮內(nèi)壓作用時的分析結(jié)果?，F(xiàn)場氣密封檢測時，試壓應(yīng)控制在抗內(nèi)壓強(qiáng)度以下（建議90％抗內(nèi)壓強(qiáng)度），且考慮一定的系數(shù)，以免傷害接頭的密封結(jié)構(gòu)。彎曲載荷作用下，油管螺紋接頭各部位的應(yīng)力分布不均勻，嚴(yán)重影響接頭的密封性能。研究結(jié)果有助于了解不同上扣扭矩、密封性能和連接強(qiáng)度的關(guān)系，拉壓載荷、內(nèi)外壓、彎曲載荷對油管接頭完整性影響。基于以上研究，研制了具有快裝結(jié)構(gòu)的大量程扭矩傳感器，解決