氣井壓裂投產(chǎn)一體化管柱可實(shí)現(xiàn)壓裂、完井和采氣等工藝技術(shù)在一趟管柱內(nèi)完成,減少了起下管柱的次數(shù),但在各種工藝中,載荷變化較大,使得管柱的密封性受到很大影響。且壓裂過程中,高粘度壓裂液攜帶大量砂對管柱會引起沖蝕磨損作用,沖蝕磨損量的大小直接影響氣密封扣及管柱的安全性。本文以常用特殊螺紋接頭為研究對象,基于特殊螺紋接頭結(jié)構(gòu)、尺寸及公差等,運(yùn)用三坐標(biāo)測量技術(shù),建立特殊螺紋接頭幾何模型。運(yùn)用有限元分析軟件,建立適合特殊螺紋接頭強(qiáng)度及密封性的有限元模型,并通過室內(nèi)氣密封試驗(yàn)數(shù)據(jù)對有限元模型進(jìn)行了驗(yàn)證和修正。以修正后的數(shù)值計(jì)算模型,對復(fù)雜載荷作用下特殊螺紋接頭強(qiáng)度及密封性進(jìn)行研究。結(jié)果表明:球面-球面密封結(jié)構(gòu)隨著軸向拉載荷逐漸增大接觸壓力下降較快,柱面-柱面密封結(jié)構(gòu)基本不變。內(nèi)壓與軸向拉力復(fù)合作用時(shí),副密封面為柱面-柱面密封,限制了內(nèi)壓引起的變形,所以主密封處接觸壓力變化不大。在密封面結(jié)構(gòu)選擇上,球面-球面、柱面-柱面的密封結(jié)構(gòu)各有優(yōu)勢,應(yīng)綜合考慮接觸壓力和接觸面積,選擇不同工況下相對適合的特殊螺紋接頭。隨外壓增大,由內(nèi)壓引起的變形減小,在一定外壓作用下可減小由內(nèi)壓引起的齒部和管體上的等效應(yīng)力,同時(shí)... 

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
創(chuàng)新點(diǎn)摘要
第1章 緒論
    1.1 前言
    1.2 研究的目的及意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 螺紋密封機(jī)理研究現(xiàn)狀
        1.3.2 特殊螺紋密封力學(xué)研究現(xiàn)狀
    1.4 本論文主要研究內(nèi)容
第2章 常用特殊螺紋結(jié)構(gòu)分析
    2.1 特殊螺紋接頭密封機(jī)理及特點(diǎn)
        2.1.1 特殊螺紋接頭密封機(jī)理
        2.1.2 特殊螺紋接頭密封的主要特點(diǎn)
    2.2 常用氣井特殊螺紋接頭結(jié)構(gòu)
    2.3 本章小結(jié)
第3章 特殊螺紋接頭有限元分析基礎(chǔ)
    3.1 有限元分析的基本步驟
    3.2 有限元分析的力學(xué)基礎(chǔ)
    3.3 接觸設(shè)置
        3.3.1 接觸面離散化
        3.3.2 接觸判定方式
        3.3.3 接觸面約束算法選擇
    3.4 屈服準(zhǔn)則
    3.5 特殊螺紋接頭強(qiáng)度及密封性的判定機(jī)制
    3.6 本章小結(jié)
第4章 復(fù)雜載荷對特殊螺紋接頭強(qiáng)度及密封性影響規(guī)律
    4.1 特殊螺紋接頭幾何尺寸檢測及建立
    4.2 特殊螺紋接頭有限元模型的建立
    4.3 特殊螺紋接頭有限元模型的驗(yàn)證
        4.3.1 室內(nèi)氣密試驗(yàn)驗(yàn)證
        4.3.2 現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ万?yàn)證
    4.4 沖蝕前特殊螺紋接頭受力和密封性能有限元分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 沖蝕磨損對特殊螺紋接頭強(qiáng)度及密封性影響規(guī)律
    5.1 沖蝕磨損實(shí)驗(yàn)
    5.2 沖蝕磨損數(shù)值模擬
    5.3 沖蝕后特殊螺紋接頭受力和密封性能有限元分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
發(fā)表文章目錄
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]特殊螺紋接頭雙主密封結(jié)構(gòu)密封性能分析[J]. 莫麗,涂煉,付強(qiáng),王磊.  潤滑與密封. 2018(02)
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碩士論文
[1]石油套管接頭結(jié)構(gòu)分析及其抗扭機(jī)理研究[D]. 吳翔實(shí).華東理工大學(xué) 2017
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[3]外壓檢測套管螺紋密封性裝置的研究[D]. 趙琦璘.西南石油大學(xué) 2015
[4]特殊螺紋油管接頭密封性能評價(jià)及上扣扭矩控制技術(shù)研究[D]. 王軻.西安石油大學(xué) 2015
[5]動載作用下特殊螺紋油管接頭連接強(qiáng)度及密封性分析[D]. 周海凌.西安石油大學(xué) 2013



本文編號：3732029