高溫氣井特殊螺紋油管接頭完整性分析及上扣實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、在高溫、高壓及定向井中，油管柱受到較大的溫度載荷、軸向載荷、內(nèi)外壓及彎曲等載荷，其中油管接頭是整個(gè)油管柱最薄弱的部分。為了避免特殊螺紋接頭出現(xiàn)應(yīng)力集中而導(dǎo)致接頭發(fā)生密封或連接失效的問題，本文研究了高溫氣井特殊螺紋油管接頭的完整性。
　　針對溫度載荷對特殊螺紋油管接頭完整性影響的研究，首先，采用彈塑性有限元法，運(yùn)用 ABAQUS軟件建立了特殊螺紋油管接頭三維有限元模型。考慮到螺旋升角對反扭矩的影響，采用控制轉(zhuǎn)角的方法模擬接頭的上扣過

2、程。其次，考慮溫度載荷研究了復(fù)雜載荷作用下特殊螺紋油管接頭的完整性；同時(shí)研究了溫度載荷對彎曲段特殊螺紋油管接頭完整性的影響；并采用微牙痕液壓動(dòng)力鉗對特殊螺紋油管接頭進(jìn)行了上扣實(shí)驗(yàn)，分析了三種扭矩下特殊螺紋油管接頭的上扣性能。此外，研究了不同扭矩上扣后溫度載荷對特殊螺紋油管接頭完整性的影響。
　　結(jié)果表明：復(fù)雜載荷下，隨著溫度變化特殊螺紋油管接頭密封性能良好且未產(chǎn)生塑性變形，溫度在50℃～150℃時(shí)對接頭完整性影響較大；不同溫度下彎

3、曲段特殊螺紋油管接頭Mises應(yīng)力及接觸壓力分布不均勻，接頭一邊受拉一邊受壓，壓縮端應(yīng)力集中嚴(yán)重易產(chǎn)生粘扣，拉伸端密封面及臺肩接觸壓力較小，密封性能降低；通過上扣實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了三維有限元法模擬特殊螺紋油管接頭上扣的正確性；三種扭矩上扣后在不同溫度下特殊螺紋油管接頭密封面初始端及臺肩鼻尖處有較高的接觸壓力，但密封面靠近鼻尖處及臺肩出現(xiàn)了塑性變形，且塑性變形程度隨溫度升高而增大。通過研究溫度載荷對特殊螺紋油管接頭完整性的影響，為高溫氣井特殊螺紋