动载作用下特殊螺纹油管接头密封性对比分析.pdf

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1、石油机械2014年第42卷第2期CHINAPETR0LEUMMACHINERY●油气田开发工程动载作用下特殊螺纹油管接头密封性对比分析窦益华于洋曹银萍杨向同(1．西安石油大学机械工程学院2．中国石油塔里木油田分公司)摘要：鉴于目前关于油管接头承受交变载荷的研究多集中在抽油机井用的API油管接头，而关于特殊螺纹接头的研究较少的现状，以2种不同密封结构的特殊螺纹接头为研究对象，建立有限元模型，计算交变载荷下2种接头密封面的接触压力，并对接触压力的变化规律进行对比分析。分析结果表明，随着交变拉伸载荷周期的延长，2种接头密封面最大接触应力

2、均减小，且B型接头减小幅度较大；交变拉伸载荷作用下A型接头的密封性能优于B型接头，交变压缩载荷作用下B型接头的密封性能优于A型接头。关键词：动载荷；交变载荷；特殊螺纹接头；密封性能；接触应力；载荷周期；有限元中图分类号：TE931文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—4578．2014．02．015ComparativeAnalysisoftheSealabilityofPremiumConnectionundertheEffectofDynamicLoadDouYihuaYuYangCaoYinpingY

3、angXiangtong(1．CollegeofMechanicalEngineering，Xi’anShiyouUniversity2．PetroChinaTarimOleldCompany)Abstract：AtpresenttheresearchonpremiumconnectionisscantyinChina．Therefore，withpremiumconnec—tionsoftwodifferentsealingstructuresastheobjectofstudy，thefiniteelementmodelwas

4、establishedinordertocalculatethecontactpressureofthesealingsui~aceofthetwoconnectionsunderalternatingloadandcomparethevariationlawsofcontactpressure．Theanalysisshowsthatwiththeincreaseofalternatingtensileload，themaximumcontactstressofthesealingsu~faceoftheconnectionsd

5、ecreasesandthedecreaseofB-typeconnectionisconsidera-·ble．ThesealabilityofA-typeconnectionisbetterthanthatofB—typeconnectionduetotheeffectofalternatingten—sileload．ThesealabilityofB—typeconnectionisbetterthanthatofA-typeconnectionduetotheeffectofalternatingcompressivel

6、oad．Keywords：dynamicload；alternatingload；premiumconnection；sealability；contactstress；loadcycle；finiteelement头承受交变载荷的研究多集中在抽油机井用的API0引言油管接头，而关于特殊螺纹接头的研究相对较少。随着高温高压井的大量开采，具有独立密封结构的在油气井生产过程中，油管接头承受着因开、特殊螺纹接头得到大量使用。然而据文献[3]关井及流体流动等因素引起的随时间变化的载荷，统计，虽然西部某气田所用油管全是13Cr特殊螺即动载荷

7、。油管承受的动载荷并不随时间单调变纹油管，但仍有75．6％的油井出现管柱泄漏现象。化，而是呈现出周期变化的规律，因此可以将动载为此，笔者以2种不同密封结构的特殊螺纹接头为荷简化为交变载荷。文献[1]表明，交变载荷是研究对象，建立有限元模型，计算交变载荷作用下导致油管接头泄漏的因素之一。目前，关于油管接2种接头密封面的接触压力，并对比分析接触压力基金项目：陕西省教育厅项目“寿命期内高产气井管柱安全性研究”(11JK0871)。．——64·——石油机械2014年第42卷第2期的变化规律，以了解交变动载荷作用下不同密封结900800构的

8、特殊螺纹接头的密封性能，进而为油田优选接Z700头提供参考。600厘500暴4001特殊螺纹油管接头有限元建模300图1所示为2种特殊螺纹油管接头的几何模450型。图中2种088．9i'／1／1"1x6．45／1'1／／1的P11O特殊螺Z400岜