油套管螺纹联接粘扣失效过程的试验研究-论文.pdf

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1、V01．38No．2华东理工大学学报(自然科学版)JournalofEastChinaUniversityofScienceandTechnology(NaturalScienceEdition)2472O12—04文章编号：1006—3080(2012)02-0247—05油套管螺纹联接粘扣失效过程的试验研究陈守俊，高连新，张毅，安琦(1．华东理工大学机械与动力工程学院，上海200237；2．无锡西姆莱斯石油专用管制造有限公司，江苏无锡214028)摘要：油套管螺纹联接中，粘扣失效问题一直是影响油套管安全性和工作寿命的关键。设计了一台能够模拟油套管螺纹联接的实验装置。以P一110S

2、油套管螺纹为研究对象，试验观察了螺纹表面形貌随着不同的加载和摩擦而发生改变的过程，分析了接触应力大小对发生粘扣失效的影响规律；采用实际应用中的拧紧齿面接触应力进行试验，观察了螺纹齿面逐渐发生粘扣失效过程的表面形貌，得出在接触应力为300MPa时，P一110S油套管螺纹大约拆卸4次即发生粘扣失效的结论，这与目前工业界中的最大装拆次数是吻合的。关键词：螺纹联接；粘扣失效；实验装置；表面形貌中图分类号：TH131．3；TH123．4；TE256．9文献标志码：AExperimentalStudyofGallingFailureProcessinOilPipeThreadedConnecti

3、onCHENShou-jun，GAOLian—xin，ZHANGYi，ANQi(1．SchoolofMechanicalandPowerEngineering，EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai200237，China；2．WuxiSeamlessOilPipeCo．Ltd，Wuxi214028，Jiangsu，China)Abstract：Gallingfailureproblemisalwaysthekeyfactorthatcanaffectthesafetyandworkinglifeinoilpipethre

4、adedconnection．Thispaperestablishesanexperimentalequipmentthatcansimulatethecontactofthreadedconnection．TakingP一110Soilpipethreadedconnectionasanexample，thevariationprocessonthreadsurfacewithdifferentloadandfrictionisobservedandtheinfluenceofcontactstressongallingfailureisanalyzed．Applyingthepr

5、acticaltighteningcontactstressonthethreadsurface，thesurfacetopographywithgallingfailureisobserved．Whenthecontactstressis300MPa，aftermakingupandbreakingoutfourtimes。gallingfailurewillhappenonP一110So订pipethreadedconnection．Thisnumberisidenticaltothepracticalusagenumberinindustry．Keywords：threaded

6、connection；gallingfailure；experimenta1equipment；surfacetopography油套管螺纹联接中，大约有8O的失效事故是牙齿面大面积发生粘连和撕脱的一种现象。随着目由于粘扣失效引起的[1_。所谓粘扣失效是螺纹前钻井技术要求的不断提高，螺纹齿面的受力和变收稿日期：2011-08—05作者简介：陈守俊(1985一)，男，博士生，研究方向为高钢级防硫油管粘扣机理及其预防措施。通讯联系人：安琦，E—mail：anqi【@ecust．edu．cn248华东理工大学学报(自然科学版)第38卷形问题变得更加复杂，粘扣失效的问题也日趋突出。仿真比较少

7、，对于失效机理的试验测试和验证还不目前国产的油套管螺纹在装拆3～4次后即发生粘够，由于管体和接箍螺纹牙是斜面接触，给试验研究扣失效，而国外进口的油套管的最大装拆次数为螺纹粘扣的形成和发展过程带来了一定的困难。全5～6次l_5]。一旦螺纹联接发生粘扣，尽管油套管的尺寸试验的成本过高，需要施加的载荷又比较大，在其他部分仍然完好可用，整体套管柱的寿命就此终操作性上具有一定的难度，而一般的摩擦磨损试验结，由此导致的经济损失十分巨大。又与螺纹牙的真实接触情况不符。目