【摘 要】
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油管在采油过程中有着十分重要的作用,而油管与接箍的螺纹正是保证油管正常工作的关键枢纽。在实际开采过程中可能遇到诸多不确定因素导致油管发生事故,经调查有80%的事故发
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油管在采油过程中有着十分重要的作用,而油管与接箍的螺纹正是保证油管正常工作的关键枢纽。在实际开采过程中可能遇到诸多不确定因素导致油管发生事故,经调查有80%的事故发生在油管与接箍的连接处。粘扣、脱扣、腐蚀等螺纹事故在生产过程中频频出现,其中螺纹腐蚀是导致油管脱扣、采油量减少的主要原因,为保证采油效率,提高油管与接箍的使用寿命,减少修井次数与修井时长,新型防腐蚀接箍的应用势在必行。根据弹塑性力学中厚壁圆筒理论,结合API Spec 5B及API Spec 5CT相关公式,对油管与接箍上扣时螺纹应力及接触压力进行了理论分析,并调研最佳扭矩的计算方法,计算出API N80 4?不加厚油管的最佳上扣扭矩。利用ABAQUS有限元分析软件对API N80 4?不加厚油管与接箍进行模型的建立,通过合理的网格划分及边界条件,模拟油管接头上扣1到3圈的过程,根据有限元模拟结果,提取油管与接箍螺纹应力及接触压力,确定最佳上扣圈数为2圈。调研了市场上常用的密封材料分类及相关参数,根据橡胶的可伸缩性,耐腐蚀性等优点,选取橡胶作为密封结构,降低螺纹腐蚀的概率,延长油管与接箍的使用寿命。根据油管与接箍最佳上扣扭矩,修改API接箍模型,嵌入橡胶结构,建立有限元模型。模拟上扣2圈时油管与接箍螺纹的受力情况,螺纹并未受到损伤。上扣2圈时,橡胶与油管接头处于过盈状态,能够有效的防止原油与螺纹接触。模拟3000m井深处油管与接箍的工作状态,并保证内压与轴向力的合理性与准确性。对比上扣2圈与上扣3圈时,油管与接箍螺纹在实际工况中的应力及接触压力的区别,每1000m计算一次油管接头与接箍的受力情况,分析可能发生危险的工况。模拟新型接箍在实际工程中的工作情况,结果表明,油管与接箍螺纹处于正常工作状态,橡胶与油管接头的接触压力远大于油压,因此新型防腐蚀接箍设计合理,大大提高了密封性。
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