压裂动载作用下特殊螺纹接头连接强度及密封性能分析

来源 :西安石油大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhouyiai1015
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大排量压裂作业过程中,压裂液注入时会产生随时间变化的动载。作为井下油管连接的关键部位,特殊螺纹接头不可避免的会受到此动载的影响,严重时会导致接头密封失效,甚至脱扣,引发安全事故。因此,本文使用有限元软件,进行了压裂动载作用下特殊螺纹接头连接强度及密封性能分析。本文首先分析了压裂液注入过程中产生的压裂动载。随后以φ88.9×6.45mm的特某殊螺纹接头为例,建立其三维有限元模型,使用ABAQUS软件对其进行上扣模拟;根据求得的轴向拉伸动载,分析了轴向动载作用下特殊螺纹接头螺纹牙与密封面的应力分布,并得到特殊螺纹接头应力随时间变化的规律;根据所求得的井底压力随时间的变化规律,分析了径向内压动载作用下特殊螺纹接头螺纹牙与密封面的应力分布,并得到其应力随时间的变化规律。最后进行特殊螺纹接头上/卸扣试验,以验证特殊螺纹接头三维有限元模型的正确性。结果表明:在最大上扣扭矩的作用下,接头螺纹牙上应力分布不均,密封面处发生了应力集中现象;轴向动载作用周期内,轴向载荷增加/降低,螺纹牙应力会随之增加/降低,轴向拉伸载荷作用下特殊螺纹接头密封面处的应力变小,影响其密封效果;径向内压动载作用周期内,内压增加/降低,螺纹牙与密封面应力增加/降低;动载作用周期内,在相同载荷的情况下,螺纹牙及密封面的应力呈现下降趋势,可能导致接头连接与密封的失效。
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