不合適的上扣扭矩及苛刻的服役環(huán)境是造成特殊螺紋接頭失效的主要原因。過扭會使臺肩或密封面塑性變形過量,導(dǎo)致密封失效,欠扭會使密封面接觸應(yīng)力不足,造成泄漏或脫扣。因此,本文考慮到軸對稱模型不能加載上扣扭矩、無法分析上扣扭矩對特殊螺紋接頭影響的局限性,建立了考慮螺紋升角影響的VAM特殊螺紋油管接頭三維模型,通過Abaqus有限元軟件模擬了接頭的上扣過程,深入了解了上扣扭矩、軸向力、內(nèi)壓及彎曲載荷對特殊螺紋油管接頭密封性能與連接強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明:(1)80MPa內(nèi)壓下,當(dāng)軸向拉力大于800KN時,臺肩處出現(xiàn)間隙,管體內(nèi)壓會進(jìn)入間隙從而影響特殊螺紋油管接頭的密封性,當(dāng)軸向壓力大于600KN時,小端各圈螺紋承擔(dān)了較大比例軸向載荷,螺紋處最大等效應(yīng)力大于材料屈服強(qiáng)度,螺紋易粘扣;(2)彎曲載荷與軸向壓力共同作用下,特殊螺紋油管接頭應(yīng)力分布不均勻,密封面處接觸應(yīng)力降低,受拉端臺肩處接觸應(yīng)力為零,密封性能降低;(3)有限元扭矩加載曲線與實(shí)驗(yàn)扭矩加載曲線基本相符,有限元較完整地模擬了特殊螺紋油管接頭的上扣過程,最小、最佳、最大上扣扭矩作用下,密封面與臺肩環(huán)向路徑上均保持了較高的接觸應(yīng)力且分布均勻,螺紋處雖有應(yīng)力集中現(xiàn)象,但最大等效應(yīng)力遠(yuǎn)小于材料屈服強(qiáng)度。
【學(xué)位單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TE931.2
【部分圖文】：

圖 1-1 特殊螺紋油管接頭徑向過盈配合圖肩扭矩公式[35]，給出了接頭間接觸應(yīng) 2 2 22 2 2 21 (1 ) 1 r r R r R

隨著高溫高壓、高復(fù)雜難度井的開發(fā)及投產(chǎn)，普通的 API 螺紋接頭已經(jīng)不能滿足刻的服役環(huán)境，為了減少油田在開采過程中由于接頭的失效而帶來的損失，具有更封性能與連接強(qiáng)度的特殊螺紋油管接頭現(xiàn)在已被油田大量使用。如圖 1-2 所示，相傳統(tǒng) API 螺紋接頭，特殊螺紋油管接頭具有獨(dú)立的密封結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)多級密封，紋部分主要起連接性作用，因此，特殊螺紋接頭密封性能更好，連接強(qiáng)度更高。

圖 1-3 特殊螺紋接頭密封結(jié)構(gòu)與齒形結(jié)構(gòu) 特殊螺紋油管接頭結(jié)構(gòu)特點(diǎn)-4 所示，F(xiàn)OX 特殊螺紋油管接頭采用了先進(jìn)的螺紋形狀，獨(dú)特的密面對錐面主密封，反向角扭矩臺肩金屬輔助密封。密封結(jié)構(gòu)由三于三段圓弧較合理的組合與過渡而降低了局部應(yīng)力集中，因此較

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2830776