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套管连接螺纹的受力分析与改善措施 被引量：43
1
作者 高连新 金烨 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期1729-1732,共4页
套管在轴向拉力作用下,连接螺纹的各牙受力很不均匀,从而严重制约了套管接头的承载能力.针对套管螺纹的结构特点,建立了连接螺纹在轴向拉力作用下的力学模型,分析了各牙螺纹的受力和变形特点.在此基础上,给出了改善套管螺纹受力分布的... 套管在轴向拉力作用下,连接螺纹的各牙受力很不均匀,从而严重制约了套管接头的承载能力.针对套管螺纹的结构特点,建立了连接螺纹在轴向拉力作用下的力学模型,分析了各牙螺纹的受力和变形特点.在此基础上,给出了改善套管螺纹受力分布的具体方法,并从便于进行螺纹加工的角度出发,提出了外螺纹螺距不变,内螺纹变螺距的近似方案,最后用有限元法验证了这种方案的可行性.为改进套管螺纹设计,提高套管螺纹连接质量提供了依据. 展开更多
关键词 套管 连接螺纹 受力分析 变形分析 优化设计
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油套管螺纹连接抗粘扣技术的研究现状及展望 被引量：32
2
作者 袁光杰 姚振强 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2003年第11期66-69,14,共5页
螺纹粘扣作为油套管中最常见的失效形式 ,一直是国内外冶金和石油系统的研究重点。对油套管粘扣现象作了简单的解释 ,通过对国际上近 2 0年来油套管螺纹连接抗粘扣技术研究情况的分析总结 ,归纳了各种关于管螺纹粘扣失效的机理研究、管... 螺纹粘扣作为油套管中最常见的失效形式 ,一直是国内外冶金和石油系统的研究重点。对油套管粘扣现象作了简单的解释 ,通过对国际上近 2 0年来油套管螺纹连接抗粘扣技术研究情况的分析总结 ,归纳了各种关于管螺纹粘扣失效的机理研究、管螺纹参数优化及其检测研究、螺纹脂和螺纹镀层的研究、油套管特殊螺纹连接的研究、油套管上卸扣的操作规范的研究 ,介绍了其主要研究成果 ,指出存在的问题 。 展开更多
关键词 油管 套管 螺纹 粘扣 失效机理
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拉弯复合载荷作用下的API短圆套管螺纹力学行为 被引量：32
3
作者 祝效华 董亮亮 +2 位作者 童华 高原 庞然 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期157-163,共7页
套管下入水平井弯曲段时,套管螺纹是否已发生屈服对于随后的钻进和油气井生产有至关重要的影响,而目前国内外对于井眼曲率(弯矩)对套管螺纹连接强度和密封性能影响的研究极少。笔者基于虚功原理、接触非线性理论及von Mises屈服准则,建... 套管下入水平井弯曲段时,套管螺纹是否已发生屈服对于随后的钻进和油气井生产有至关重要的影响,而目前国内外对于井眼曲率(弯矩)对套管螺纹连接强度和密封性能影响的研究极少。笔者基于虚功原理、接触非线性理论及von Mises屈服准则,建立了API短圆套管螺纹连接的三维计算模型,研究了拉弯复合载荷下连接螺纹的应力分布规律,指出井眼曲率(弯矩)对套管的连接强度和密封性能影响极大,并通过大量计算绘制了给定井眼曲率时的最大许用套管悬重图,综合考虑连接强度和密封能力推荐了API短圆套管螺纹标准所列锥度、螺距、螺纹长度、牙高参数系列中的最优值。 展开更多
关键词 套管 圆螺纹 井眼曲率 复合载荷 连接强度 密封能力
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φ139.7×7.72mm J55长圆螺纹套管脱扣原因分析 被引量：28
4
作者 吕拴录 韩勇 +2 位作者 袁鹏斌 巨西民 高蓉 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2005年第2期73-77,共5页
详细调查了套管脱扣事故情况,研究了脱扣套管的变形特征和螺纹损伤规律,分析了套管脱扣的原因,对套管材质进行了全面检测。模拟套管受力状况,对套管实物性能进行验证试验,认为套管脱扣原因并非过载所致,而是在卸连顶节过程中发生倒扣才... 详细调查了套管脱扣事故情况,研究了脱扣套管的变形特征和螺纹损伤规律,分析了套管脱扣的原因,对套管材质进行了全面检测。模拟套管受力状况,对套管实物性能进行验证试验,认为套管脱扣原因并非过载所致,而是在卸连顶节过程中发生倒扣才发生套管脱扣事故的。 展开更多
关键词 固井 套管 联顶节 脱扣 试验 螺纹
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套管偏梯形螺纹接头泄漏机理的有限元分析 被引量：25
5
作者 练章华 杨龙 +3 位作者 韩建增 张毅 唐波 刘永刚 《石油矿场机械》 北大核心 2004年第5期53-57,共5页
用弹塑性有限元法 ,建立了API套管偏梯形螺纹接头接触问题的有限元力学模型。根据该力学模型 ,讨论了四种不同载荷 ,即 ,无过盈配合 ,套管轴向拉伸载荷 5 0MPa ;径向过盈配合 0 .0 5mm ,无轴向应力 ;径向过盈配合0 .0 5mm ,轴向拉伸载荷... 用弹塑性有限元法 ,建立了API套管偏梯形螺纹接头接触问题的有限元力学模型。根据该力学模型 ,讨论了四种不同载荷 ,即 ,无过盈配合 ,套管轴向拉伸载荷 5 0MPa ;径向过盈配合 0 .0 5mm ,无轴向应力 ;径向过盈配合0 .0 5mm ,轴向拉伸载荷 5 0MPa ;径向过盈配合 0 .1mm ,轴向拉伸载荷 336MPa。文中详细分析了这 4种载荷下 ,API偏梯形螺纹的接触压力分布大小以及其螺纹之间的间隙 ,为其泄漏机理研究提供了研究思路和方法。研究结果表明 ,偏梯形螺纹之间大部分存在着间隙 ,其密封性存在着较大的隐患 ,因此 ,提出开发特殊螺纹接头套管 ,以适应我国西部高压深井。 展开更多
关键词 套管 偏梯形螺纹 泄漏 接触压力 间隙 过盈配合 有限元法
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N80 LCSG套管上、卸扣试验研究 被引量：26
6
作者 吕拴录 常泽亮 +3 位作者 吴富强 蒋余巍 魏林军 唐飞 《理化检验（物理分册）》 CAS 2006年第12期602-605,共4页
某油田使用的139.7mm×7.72mm N80 LCSG套管发生了粘扣事故,为搞清套管粘扣原因和套管本身抗粘扣性能,对套管的材料性能和螺纹参数等进行了检测,并用套管实物进行了上、卸扣试验。结果表明,该批套管粘扣主要原因是套管本身存在粘扣... 某油田使用的139.7mm×7.72mm N80 LCSG套管发生了粘扣事故,为搞清套管粘扣原因和套管本身抗粘扣性能,对套管的材料性能和螺纹参数等进行了检测,并用套管实物进行了上、卸扣试验。结果表明,该批套管粘扣主要原因是套管本身存在粘扣质量问题,而不是油田现场操作不当所致。对上、卸扣后套管螺纹的粘扣形貌和规律进行研究分析,认为套管抗粘扣性能差的主要原因是内、外螺纹匹配不合理及表面处理质量差所致。 展开更多
关键词 套管 粘扣 粘扣的上、卸扣试验 螺纹参数
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我国特殊螺纹接头油套管生产使用现状及需要注意的几个问题 被引量：23
7
作者 朴龙华 张毅 《钢管》 CAS 2006年第4期45-48,共4页
随着钻井技术的进步,油套管的服役条件更加苛刻,按照API标准生产的油套管螺纹接头已经不能满足某些油气井的使用要求,因此特殊螺纹接头的应用范围不断扩大。我国开发特殊螺纹接头尚处于初级阶段。综述了我国特殊螺纹接头油套管的生产使... 随着钻井技术的进步,油套管的服役条件更加苛刻,按照API标准生产的油套管螺纹接头已经不能满足某些油气井的使用要求,因此特殊螺纹接头的应用范围不断扩大。我国开发特殊螺纹接头尚处于初级阶段。综述了我国特殊螺纹接头油套管的生产使用现状,指出了我国特殊螺纹接头使用和开发过程中需要解决的问题,并就特殊螺纹接头的开发提出了几点建议。 展开更多
关键词 油管 套管 特殊螺纹接头 使用现状 存在问题
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复杂结构井磨损套管连接螺纹的三维力学行为 被引量：25
8
作者 祝效华 张智 +1 位作者 常学军 李良川 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期748-753,共6页
随着水平井、定向井、大位移井及大斜度井钻井技术在石油钻井工程中的广泛应用,由钻柱与套管间侧向接触力引起的套管连接螺纹磨损问题日益突出,导致了修井周期缩短,开采成本增加,成为制约钻采工程效益的主要因素之一。近年来,不少学者... 随着水平井、定向井、大位移井及大斜度井钻井技术在石油钻井工程中的广泛应用,由钻柱与套管间侧向接触力引起的套管连接螺纹磨损问题日益突出,导致了修井周期缩短,开采成本增加,成为制约钻采工程效益的主要因素之一。近年来,不少学者对套管磨损问题进行了大量研究,但均集中于套管非连接部分,而复杂结构井中磨损套管连接螺纹的三维力学行为研究鲜见报道。针对上述问题,基于虚功原理、Von Mises屈服准则以及接触非线性理论,建立了磨损套管连接螺纹的三维数值仿真模型,研究了复杂结构井中套管的上扣特性以及固井条件下磨损深度、磨损开度与井眼曲率对套管连接螺纹的影响。研究结果表明:磨损与井眼曲率对套管连接螺纹的应力状态影响极大,常见的某些工况会导致套管螺纹的连接性能和密封性能降低,考虑到服役后开采时的压力波动,常规的水平井、定向井、大位移井及大斜度井弯曲段套管连接螺纹的设计和选型应着重考虑磨损和井眼曲率的影响;针对设计曲率井眼中的每种待选螺纹类型,都应考虑可预见的磨损进行精细化数值计算,以确保其安全工作。 展开更多
关键词 复杂结构井 套管螺纹 磨损 井眼曲率 应力状态 工作安全性
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API偏梯形套管螺纹连接的接触应力场研究 被引量：19
9
作者 袁光杰 林元华 +1 位作者 姚振强 刘龙权 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 2004年第9期35-38,共4页
随着油气田勘探开发向纵深发展 ,对偏梯形螺纹套管的需求量越来越大 ,深入研究此种套管螺纹连接力学性能显得非常重要。在分析套管螺纹粘扣机理的基础上 ,建立了 API J5 5194 .1m m× 8.33mm偏梯形套管螺纹连接的非线性接触模型 ... 随着油气田勘探开发向纵深发展 ,对偏梯形螺纹套管的需求量越来越大 ,深入研究此种套管螺纹连接力学性能显得非常重要。在分析套管螺纹粘扣机理的基础上 ,建立了 API J5 5194 .1m m× 8.33mm偏梯形套管螺纹连接的非线性接触模型 ;研究了此种套管接头在上紧扭矩、拉应力、压应力以及摩擦力等不同载荷作用下内外螺纹接触应力的分布状态 ;同时对内外螺纹锥度的极限配合情况进行了数值模拟 ,并就摩擦因素和锥度对偏梯形螺纹连接应力场分布的影响进行了总结。 展开更多
关键词 套管 偏梯形螺纹 应力 失效分析 螺纹连接
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长圆螺纹套管脱螺纹原因分析 被引量：23
10
作者 袁鹏斌 吕拴录 +3 位作者 姜涛 何斌 刘德英 李中全 《石油矿场机械》 2007年第10期68-72,共5页
对ф139.7 mm×9.17 mm长圆螺纹套管脱螺纹事故进行了调查,对脱螺纹的套管内外螺纹损伤形貌进行了宏观分析和测量,对套管材质进行了试验分析,对该批未用的套管进行了验证试验,认为套管材质和螺纹加工质量合格。对套管旋合螺纹位置... 对ф139.7 mm×9.17 mm长圆螺纹套管脱螺纹事故进行了调查,对脱螺纹的套管内外螺纹损伤形貌进行了宏观分析和测量,对套管材质进行了试验分析,对该批未用的套管进行了验证试验,认为套管材质和螺纹加工质量合格。对套管旋合螺纹位置和脱螺纹时的连接状态及受力进行了分析和计算,认为套管脱螺纹原因是套管接头旋合螺纹不到位,而且在试油挤保护液过程中该套管接头受到震动载荷首先发生松动,最终在内压作用下发生脱螺纹。 展开更多
关键词 套管 脱螺纹 螺纹测量 材质试验 旋合螺纹试验
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油气井套管技术现状及发展方向 被引量：19
11
作者 杨龙 宋生印 +1 位作者 韩新利 林凯 《石油矿场机械》 2005年第3期20-26,共7页
笔者对80年代后期以来有关油气井套管技术方面的文献进行了系统检索,并在分析、研究这些文献的基础上,分别从套管的材质、螺纹联接、套管柱力学分析、套管柱设计以及安全可靠性研究等方面较详细地介绍了国内外在套管技术领域的最新研究... 笔者对80年代后期以来有关油气井套管技术方面的文献进行了系统检索,并在分析、研究这些文献的基础上,分别从套管的材质、螺纹联接、套管柱力学分析、套管柱设计以及安全可靠性研究等方面较详细地介绍了国内外在套管技术领域的最新研究成果和应用现状,指出了用于深井、超深井、高酸性气井等新型管材产品的开发、新型特殊螺纹的开发、套管柱设计专家系统、套损机理及综合防治技术以及套管钻井技术等将成为油气井套管技术今后的重点发展方向。 展开更多
关键词 套管 螺纹联接 套损与预防 可靠性 发展方向
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几种特殊套管螺纹接头 被引量：19
12
作者 王善永 杨俊义 宋志平 《石油矿场机械》 2005年第4期83-85,共3页
文章对3种特殊套管螺纹接头进行分析,阐述了其螺纹形式、密封形式、扭矩台肩等结构特点,并给出了使用特殊螺纹套管应注意的事项。
关键词 套管 螺纹 结构 特点 应用
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优化套管螺纹载荷分布特性的方法 被引量：12
13
作者 高连新 金烨 张毅 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2003年第S1期28-30,61,共4页
根据套管螺纹的结构和受力特点 ,建立了套管接头在轴向拉力作用下的计算模型 ,分析了载荷在各牙螺纹上的分布特点。在此基础上 ,提出了优化套管螺纹载荷分布特性、减小应力集中的具体方法 ,并依据实用性 ,从螺纹的加工方便考虑 ,提出了... 根据套管螺纹的结构和受力特点 ,建立了套管接头在轴向拉力作用下的计算模型 ,分析了载荷在各牙螺纹上的分布特点。在此基础上 ,提出了优化套管螺纹载荷分布特性、减小应力集中的具体方法 ,并依据实用性 ,从螺纹的加工方便考虑 ,提出了外螺纹全部和内螺纹大部分保持螺距不变 ,仅对内螺纹两端 2～ 4牙螺纹变化螺距的近似优化方案。通过有限元方法模拟了优化方法的效果 ,验证了这种方法的可行性。研究结果对改进套管螺纹设计 。 展开更多
关键词 套管螺纹 受力分析 优化方案 有限元分析
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套管偏梯形和圆形螺纹滑脱载荷分析 被引量：11
14
作者 练章华 韩建增 +3 位作者 张毅 杨龙 唐波 刘永刚 《石油机械》 北大核心 2004年第5期7-9,49,共4页
用弹塑性有限元法建立了套管偏梯形和圆形螺纹接头接触问题的有限元力学模型。对套管偏梯形螺纹接头 ,得出牙侧角为 3、 5和 10°时滑脱载荷随加载过程的变化曲线 ;对于套管圆形螺纹接头 ,得出锥度为 、 和 时滑脱载荷随加载... 用弹塑性有限元法建立了套管偏梯形和圆形螺纹接头接触问题的有限元力学模型。对套管偏梯形螺纹接头 ,得出牙侧角为 3、 5和 10°时滑脱载荷随加载过程的变化曲线 ;对于套管圆形螺纹接头 ,得出锥度为 、 和 时滑脱载荷随加载过程的变化曲线。对套管偏梯形螺纹和圆形螺纹滑脱过程的对比分析表明 ,偏梯形螺纹的平均滑脱载荷为 5 82 6kN ,圆形螺纹的平均滑脱载荷为 335 9kN ,即在同样套管和接箍结构尺寸下 ,偏梯形螺纹不易产生滑脱 ,而圆形螺纹容易产生滑脱。研究结果在深井、超深井和苛刻的复杂井套管柱设计中 ,为套管接头螺纹的选择提供了理论数据。 展开更多
关键词 套管 偏梯形螺纹 弹塑性 接箍结构 连接强度 接箍机
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API油套管粘扣原因分析及预防 被引量：14
15
作者 吕拴录 骆发前 +6 位作者 周杰 秦宏德 龚建文 乐法国 迟军 谢又新 聂采军 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2010年第6期80-83,共4页
对塔里木油田API油、套管粘扣问题进行了全面调查研究,对部分油、套管抽样进行了上、卸扣试验,并在几口井进行了油、套管下井试验。认为API油、套管粘扣原因既与产品质量有关,也与使用操作不当有关。油、套管螺纹加工质量不高,更容易发... 对塔里木油田API油、套管粘扣问题进行了全面调查研究,对部分油、套管抽样进行了上、卸扣试验,并在几口井进行了油、套管下井试验。认为API油、套管粘扣原因既与产品质量有关,也与使用操作不当有关。油、套管螺纹加工质量不高,更容易发生粘扣。为保证油、套管的质量,制定了塔里木油田油、套管抽样上、卸扣试验补充技术条件。使用操作不当导致油、套管粘扣的因素主要包括碰伤、偏斜对扣、引扣不到位、上扣速度快、上扣扭矩不当等。为解决油田使用操作不当导致的粘扣问题,研制了预防油、套管粘扣的新型引扣钳专利产品,并制定了塔里木油田油、套管使用和维护操作规程。经过在几口井推广应用以上预防措施,有效地防止了由于操作不当导致的油、套管粘扣。 展开更多
关键词 油管 套管 粘扣 螺纹保护器 引扣钳
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影响圆螺纹油套管粘扣因素试验研究 被引量：13
16
作者 吉玲康 《石油工业技术监督》 2005年第4期14-17,共4页
通过对13种不同条件下进行的上卸扣试验分析,阐述了螺纹脂、过扭矩、接箍受外力变形和上扣时错扣等因素对上卸扣试验结果的影响。指出螺纹脂涂抹与否以及螺纹脂质量对套管的上卸扣、密封性能、及粘结倾向影响很大,而上扣扭矩过大、接箍... 通过对13种不同条件下进行的上卸扣试验分析,阐述了螺纹脂、过扭矩、接箍受外力变形和上扣时错扣等因素对上卸扣试验结果的影响。指出螺纹脂涂抹与否以及螺纹脂质量对套管的上卸扣、密封性能、及粘结倾向影响很大,而上扣扭矩过大、接箍变形、错扣等情况将会造成严重粘扣现象。 展开更多
关键词 试验研究 粘扣 油套管 圆螺纹 上卸扣 螺纹脂 试验分析 试验结果 密封性能 上扣扭矩 力变形 接箍
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CNG储气井螺纹计算及有限元分析 被引量：13
17
作者 杨琳 梁政 +2 位作者 田家林 张梁 何耀辉 《石油矿场机械》 2008年第10期59-63,共5页
在对CNG储气井现场事故调研的基础上对其失效原因进行了分析。采用法兰连接对套管与封头处的连接进行结构改进,并对连接处的主螺纹进行预紧及操作状态下的受力分析和校验。应用非线性有限元分析软件MSC.MARC对CNG储气井套管接头螺纹进... 在对CNG储气井现场事故调研的基础上对其失效原因进行了分析。采用法兰连接对套管与封头处的连接进行结构改进,并对连接处的主螺纹进行预紧及操作状态下的受力分析和校验。应用非线性有限元分析软件MSC.MARC对CNG储气井套管接头螺纹进行了有限元分析。对分析结果与实际受力情况的比较表明,有限元分析结果是可靠的,为分析套管和接头螺纹处的受力情况、失效分析及结构改进提供了一种新的思路。指出CNG储气井的失效不仅与疲劳受力有关,更重要的是腐蚀的作用和影响,只有综合考虑腐蚀疲劳,才能对储气井的寿命做出准确可靠的评估。 展开更多
关键词 CNG储气井 套管 螺纹 非线性分析 有限元
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套管钻井中连接螺纹力学分析及设计计算 被引量：10
18
作者 刘巨保 张薇 王世永 《大庆石油学院学报》 CAS 北大核心 2006年第1期47-49,56,共4页
在套管钻井中,套管偏梯形锥螺纹连接承受动载转矩,经常发生胀扣、黏扣失效.提出了一种新型的套管连接螺纹结构,采用内端面和锥螺纹共同产生预紧力;建立了套管钻井用连接螺纹的力学模型,以预紧力作用下连接螺纹的变形协调方程为基础,经... 在套管钻井中,套管偏梯形锥螺纹连接承受动载转矩,经常发生胀扣、黏扣失效.提出了一种新型的套管连接螺纹结构,采用内端面和锥螺纹共同产生预紧力;建立了套管钻井用连接螺纹的力学模型,以预紧力作用下连接螺纹的变形协调方程为基础,经求解得到了每一扣螺纹牙承受的轴向载荷.340 mm套管偏梯形锥螺纹连接的计算结果表明,在20 kN.m上扣转矩作用条件下,其优选结构参数:锥螺纹小端中径为328.787 mm,内螺纹体外径为350 mm. 展开更多
关键词 套管 钻井 连接螺纹 力学分析
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略论套管螺纹密封性能与螺纹公差带的关系 被引量：11
19
作者 龚伟安 《石油机械》 北大核心 1996年第4期30-34,共5页
ＡＰＩ套管圆螺纹自身存在牙间间隙，并形成螺旋状空间间隙带。这种间隙带受到牙高公差带、牙型角公差带和锥度公差带的影响。理论上ＡＮＩ圆螺纹不具备密封性能，因此必须在内螺纹镀一定厚度的锡或锌层，并使用性能优异的密封脂作间隙... ＡＰＩ套管圆螺纹自身存在牙间间隙，并形成螺旋状空间间隙带。这种间隙带受到牙高公差带、牙型角公差带和锥度公差带的影响。理论上ＡＮＩ圆螺纹不具备密封性能，因此必须在内螺纹镀一定厚度的锡或锌层，并使用性能优异的密封脂作间隙充填剂来实现密封。为进一步提高抗泄漏能力，建议将ＡＰＩ圆螺纹牙型角公差减小一半。对于高压气井，建议油田用户将不涂密封脂条件下的接箍试泵压力定为最低屈服强度下抗内压力的８０％，作为商检的附加条款列入供货合同中。 展开更多
关键词 套管 螺纹 螺纹连接 密封 石油 钻井
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螺纹过盈量对特殊螺纹接头性能的影响 被引量：12
20
作者 鲁碧为 白鹤 +3 位作者 袁芳兰 何石磊 张峰 党涛 《钢管》 CAS 2015年第4期49-53,共5页
运用ABAQUS软件计算了在上扣、上扣+拉伸条件下Φ139.70 mm×9.17 mm规格P110钢级特殊螺纹不同螺纹过盈量对接头性能的影响。模拟结果表明:上扣后,当螺纹过盈量∧0.159 0 mm时,密封面处接触压力变化不大;当螺纹过盈量∧0.238 5 mm时... 运用ABAQUS软件计算了在上扣、上扣+拉伸条件下Φ139.70 mm×9.17 mm规格P110钢级特殊螺纹不同螺纹过盈量对接头性能的影响。模拟结果表明:上扣后,当螺纹过盈量∧0.159 0 mm时,密封面处接触压力变化不大;当螺纹过盈量∧0.238 5 mm时,随着螺纹过盈量的增加,密封面接触压力下降明显。上扣+拉伸条件下,随着螺纹过盈量的增加,密封面接触压力下降,同时接触位置向台肩处移动;当螺纹过盈量∧0.079 5 mm时,拉伸失效断裂在螺纹处;当螺纹过盈量∧0.159 0 mm时,拉伸失效断裂在管体。 展开更多
关键词 油套管 特殊螺纹接头 螺纹过盈量 密封性能 连接强度 数值模拟
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