油管插入密封的实用性改造设计.pdf

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1、第46卷第5期船海工程Vol.46No.52017年10月SHIP&OCEANENGINEERINGOct.2017DOI：10.3963/j.issn.1671-7953.2017.05.034油管插入密封的实用性改造设计安中望，李晓林，张佳宁(中海油能源发展装备技术有限公司机加工技术服务中心，天津300452)摘要:针对由于作业需求不同，定位密封与隔离密封无法通用，海上紧急作业时，只能将定位密封单向改为隔离密封使用的问题。从其工作原理出发，通过数据分析，设计一种可以在定位和隔离2种形式之间任意转换的插入密封，用以满足海上紧急作业需求。关键词:定位;隔离;无法通用;形式转换中图

2、分类号：U664.84文献标志码：A文章编号：16717953(2017)05-0134-04随着我国机械加工行业的不断进步，一些石头，密封单元，中间接头及下接头，其总体长度根油工具产品逐渐被国产化开发，经过结构的优化据中间短节的数量而定，通常在1〜3m之间，其和工艺的改进，形成了更符合我国行业需求的新最大外径根据所配合的密封筒外径而定，上下扣产品，从而取代了进口产品，油管插入密封就是其型为油管螺纹，见图1。中之一。以6in定位插入密封（以下简称定位密定位密封有2个关键尺寸:一个为定位台阶封）为对象进行油管插入密封的实用性改造设尺寸，作业时，依靠定位台阶将插入密封定位在顶计，将原

3、有定位密封上的定位台阶去掉，经过材料部隔离封隔器的上方，确保密封单元的位置处于强度分析，螺纹连接强度计算，在台阶去掉的位置中心管内，形成过盈密封;另一个为与顶部隔离封加工UN外螺纹（英制螺纹），同时相应设计2种隔器中心管配合的最大尺寸，该尺寸用来控制插UN内螺纹套筒:套筒1的外径和原定位台阶的入密封与密封筒之间的间隙，保证插入密封在密外径尺寸相同，安装后当定位密封使用;套筒2的封筒内不会出现大幅度偏移而导致密封失效。外径则是和去掉定位台阶后的最大外径一*致，安由于井下环境复杂，完井作业工艺流程也会装后当隔离插入密封使用（以下简称隔离密封）。根据实际情况有所改变。有些作业因为管柱长

4、度螺纹安装后靠螺纹自身的预紧力预紧，同时也可无法控制以至不能使用定位密封去进行准确的定以通过其他手段进行放松，如防转销钉等。位，此时只能使用隔离密封进行作业。隔离密封有一个关键尺寸，即与顶部隔离封隔器中心管配合的最大尺寸。作业时，隔离密封可以整体贯穿中心管内部，需依靠增加密封单元的数量，即增加插入密封的总体长度的方法保证有一定数量密封单元在中心管内形成过盈密封。1%总体改造方案设计基于6in定位密封进行实用性改造设计，主要改部位为接的位阶部位，其部位1总体结构设计保持原有结构不变。定位密封和隔离密封的本质差别在于有无定1.1总体结构分析位台阶，如果想随时在定位和隔离2种形式之间油

5、管插入密封主要由4部分组成，包括:上接*134转换，就必须将原有的一体式上接头改为分体式，同时，分离的部分还需要用某种方式连接到本体收稿日期:2017-07-12修回日期:2017-08-31上，该连接方式需要保证分体与本体轴向连接距第一作者:安中望（1990—），男，学士，助理工程师离上的精确性，同时可以拆卸灵活，还具备一定的研究方向:钻完井工具设计改造连接强。1342017年船海工程安中望，等"油管插入密封的实用性改造设计第％期第46卷改造后需要实现定位台阶可安装拆卸的功大径，且设计套筒内螺纹时体外螺[，且要求拆装便捷，有轴向定位功能，因此拟3〜5mm，以保螺合。此，套筒方案

6、为定位台阶和本体采用直螺纹连接，依靠2侧均需加工过渡倒角，保证配合后无明阶。位台阶定位。见图4。1.2.1螺纹的选择条件，采用5-1/2/in，8牙/in的非标准UN螺纹，等2A级。改方法为将原的定位台阶去掉，在去位台阶的位置加工5-1/2in-8UN夕卜螺纹，要保证一定的预力，槽的加工，因此，设计螺纹图4定位套筒及与上接头装配时，需要注意加工螺纹时所需的，离套筒的外径和改造后上接头最大外径保证螺然收尾。螺右端还预留了一个定保持一致，除右端面加工倒，其设计与位台阶，用控制轴向距离的性。原6in上位套筒相。见图5。接头及改进后6F接头见图3。1442金属材料的选择进口油管插入密封所

7、采用的材料为4145H(美国钢号）&37'，国对应材料为40CrMnMo,属于合金结构钢，40CrMnM〇刚调质后，具的综合力学性能。钢的淬透性甚好。钢具的回144位台阶的改造设计火稳定性。适宜面较大的轮、齿轮位密封和隔离的，分别设计轴及轴类零件&5'，石油行业常用钻加重位套筒和隔离套筒，配合上接头使用，实现定位钻杆。其力学性见表1。和隔离的功能。经过分析插入密封使用工况，所寻找的替代位套筒最大外径与位台阶相同，材料为42CrMo,同属合金结构钢，42CrMo的强内部为5-1/2