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度。在軸向力的作用下,無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)壓強度以下(建議90...

【文章頁數(shù)】：54 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 問題的提出及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
    1.4 本文創(chuàng)新點
第二章 有限元技術(shù)與特殊螺紋油管接頭應(yīng)用介紹
    2.1 有限元法的基本思想
    2.2 有限元法求解問題的基本步驟
    2.3 有限元法在結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用
    2.4 有限元法中的理論基礎(chǔ)
        2.4.1 位移法
        2.4.2 等效積分法
        2.4.3 加權(quán)余量法
        2.4.4 變分原理和里茲方法
    2.5 典型特殊螺紋油管接頭介紹
        2.5.1 VAM TOP特殊螺紋接頭簡介
        2.5.2 FOX特殊螺紋接頭簡介
        2.5.3 NK3SB特殊螺紋接頭簡介
        2.5.4 JFE BEAR特殊螺紋接頭簡介
        2.5.5 BGT-1特殊螺紋接頭簡介
    2.6 特殊螺紋接頭井下失效分析
        2.6.1 特殊螺紋接頭失效形式分析
        2.6.2 特殊螺紋接頭失效因素分析
    2.7 本章小結(jié)
第三章 不同推薦扭矩下特殊螺紋油管接頭完整性分析
    3.1 基于有限元法的特殊螺紋接頭三維模型建立
    3.2 基于有限元法的特殊螺紋油管接頭上扣扭矩分析
    3.3 不同推薦扭矩下特殊螺紋油管接頭有限元應(yīng)力分析
        3.3.1 最佳上扣扭矩下特殊螺紋油管接頭有限元應(yīng)力分析
        3.3.2 最小上扣扭矩下特殊螺紋油管接頭有限元應(yīng)力分析
        3.3.3 最大上扣扭矩下特殊螺紋油管接頭有限元應(yīng)力分析
        3.3.4 不同上扣扭矩下特殊螺紋油管接頭上扣性能對比分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 實際工況下特殊螺紋油管接頭完整性分析
    4.1 基于有限元法的特殊螺紋接頭二維模型建立
    4.2 不同內(nèi)外壓與軸向力作用下特殊螺紋油管接頭完整性分析
        4.2.1 不同內(nèi)外壓作用下特殊螺紋油管接頭有限元應(yīng)力分析
        4.2.2 軸向拉力與內(nèi)外壓作用下特殊螺紋油管接頭有限元應(yīng)力分析
        4.2.3 軸向壓力與內(nèi)外壓作用下特殊螺紋油管接頭有限元應(yīng)力分析
    4.3 氣密封檢測對特殊螺紋油管接頭完整性影響分析
    4.4 彎曲載荷作用下特殊螺紋油管接頭完整性分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 快裝結(jié)構(gòu)的大量程扭矩傳感器研制
    5.1 快裝結(jié)構(gòu)的扭矩傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計
    5.2 彈性體的選擇
    5.3 應(yīng)變片的粘貼
    5.4 材料選擇
    5.5 強度校核
        5.5.1 扭力桿四方扭轉(zhuǎn)強度設(shè)計
        5.5.2 扭力桿四方擠壓強度校核
        5.5.3 扭力桿圓柱部分扭轉(zhuǎn)強度校核
    5.6 傳感器信號處理電路
    5.7 測試結(jié)果
    5.8 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論及建議
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文



本文編號：3821292