特殊螺纹接头

摘要： API螺纹接头在密封性和连接强度已无法满足当今石油开采的恶劣环境,因而迫使人们去研究更为可靠的特殊螺纹接头,上扣扭矩的大小对特殊螺纹接头的密封性和连接强度的控制至关重要。因此,考虑接头螺旋升角,应用ABAQUS有限元分析软件模拟特殊螺纹接头整个上扣动态过程,考虑在最大、最佳、最小扭矩作用下,分析特殊螺纹油管接头的密封性能。结果表明:3种扭矩下都能有效实现接头的密封作用,最佳上扣扭矩下,接头等效应力比实际上扣增长1.8%,密封面接触压力增长1.9%,台肩处接触压力增长1.5%,特殊螺纹接头接触应力大小适中,可以有效防止因应力过大导致特殊螺纹接头的塑性变形;增大密封面锥度,密封面及台肩接触应力增大,可以显著提高接头密封性能。

摘要： 特殊螺纹接头在井下服役时,当开关井、压裂液注入和产气时,因井口装置和井底封隔器的约束及井筒中流体变化的作用,特殊螺纹接头密封面处将会产生滑移。通过有限元法,建立锥面对锥面特殊螺纹接头有限元模型,分析在不同内压与轴向循环载荷作用下,特殊螺纹接头密封面处能量耗散情况。结果表明:当接头所受内压一定时,轴向循环载荷幅值越大,密封面处能量耗散值越大,密封面处接触压力降低幅值越大;当接头轴向循环载荷一定时,随着内压的增大,接头密封面处能量耗散值越大,但其接触压力幅值降低越小;随着接头锥度的增加而增加,密封面处能量耗散值增加,接触压力幅值降低越小。因此,在特殊螺纹接头服役过程中应适当增加内压,减少轴向载荷即增加减震装置,并采用锥度较小的特殊螺纹接头。

摘要： 套管接头在水平井下入过程中承受大量旋转-弯曲疲劳循环载荷,这种循环载荷会导致套管接头螺纹根部产生高应力,导致疲劳损伤和潜在的结构失效,从而对后续油井作业中的管柱接头密封和结构能力产生影响,因此需开展套管特殊螺纹抗旋转弯曲疲劳试验研究。基于API 5C5:2017及API TR5SF标准,通过对某型特殊螺纹套管进行共振弯曲疲劳试验,评价该特殊螺纹接头在疲劳振动载荷下的密封性。结果显示,试验中加载频率越接近试样固有频率,振动越激烈,弯曲应力幅值越大;1^(#)试样在内压60 MPa、弯曲度>20°/30 m的加载条件下,累计加载循环次数54192次后,试样完好,螺纹接头及管体未出现渗漏及破坏;2^(#)试样在内压0.5 MPa、弯曲度>20°/30 m的加载条件下,累计加载循环次数107535次后,试样完好,螺纹接头及管体未出现渗漏及破坏。研究表明,该规格特殊螺纹接头在疲劳振动载荷下仍具有良好的密封性。该试验为共振弯曲疲劳试验方法和相应试验设备在特殊螺纹套管疲劳振动试验领域的深入应用提供了参考。

摘要： 利用有限元模型分析弯曲载荷下特殊螺纹接头的结构、密封及抗疲劳性能,并详细说明了相关评价方法.分析认为,特殊螺纹接头在弯曲载荷下的不同位置存在应力状态的差异;随着弯曲度的增加,拉伸面一侧的密封强度下降,压缩面一侧的密封强度增强;该特殊螺纹接头易产生疲劳破坏的最危险区域为接箍泄油槽处.

摘要： 介绍了一种基于Python的特殊螺纹接头参数化有限元分析方法.采用Python语言编写了Abaqus参数化有限元分析程序,可实现程序调用电子表格中接头尺寸及其偏差、材料属性、载荷等输入参数后,自动完成内外螺纹接头建模、网格划分、载荷施加、作业提交、后处理分析等全过程.该程序避免了大量人工操作,仅需维护电子表格即可自动完成全过程,不仅节省了大量人工建模时间,提高了效率,而且可实现特殊螺纹接头有限元分析的标准化.

摘要： 针对高温高压超深井的复杂井况需求,研制开发了一种非API规格套管高性能特殊螺纹接头,规格为Φ200.03 mm×10.92 mm,钢级为110ksi。介绍了特殊螺纹接头的结构特点,采用有限元方法计算分析了接头的应力分布、密封强度和密封接触压力,并依据API RP 5C5:2017 CAL IV对接头进行了全尺寸实物评价试验验证和复合力气密封试验。理论分析和试验结果表明,该接头的抗粘扣性能、密封完整性、接头结构合理性均达到了产品设计要求,能够满足高温高压深井对螺纹接头结构和密封性能的要求。

摘要： 储气库注采井油管接头在服役期间,套管接头处会承受拉、压载荷以及交变压力等,对套管接头气密性产生影响。为研究不同工况下接头主密封面等效应力变化以及分布规律,采用SOLIDWORKS软件和ANSYS软件对特殊螺纹套管接头进行应力分析,确定井口部分为套管串气密性危险点以及主、次密封面过盈量。研究结果表明:为满足特殊螺纹接头气密性及安全性需求,在高内压工况下主、次密封面过盈量应分别为0.05、0.01mm,在低压工况下可适当增加次密封面过盈量,以提高气密性;在实际储气库运行周期中,由于交变载荷的作用,接头主密封面有效密封长度会发生变化,甚至在应力集中区域会发生塑性变形,严重损害接头气密性。因此建议在储气库中使用高屈服强度材料的特殊螺纹接头,以满足不同工况下对接头气密性、安全性要求,同时适当增加次密封面过盈量,使密封面等效应力分布更加均匀。

摘要： 油管套管管柱在服役过程中,螺纹连接通常是管柱安全的薄弱环节,随着油气开采的环境条件、油井深度、井底压力和温度等油气井钻采范围的不断深入和扩大,对油管套管螺纹连接性能提出了更高要求。本文通过分析油管套管特殊螺纹接头的结构特点和密封机理、特殊螺纹接头评价内容、评价技术方法,比较不同评价技术方法的优缺点,以及评价技术研究与分析,针对海洋油气开发和钻采工艺特点,提出了油管套管特殊螺纹接头的技术特点组合优化创新设计,并通过理论计算、有限元模拟、优化设计验证、“API RP 5C5+特殊试验评价方法”全尺寸实物性能试验,初步制定了满足海洋油气特殊螺纹油管套管产品的产品结构,为海洋深水油气开采防泄漏保安全提供了保障,具有重要的推广应用价值。

摘要： 特殊螺纹接头在井下服役时,因井口装置和井底封隔器的约束及井筒中流体变化的作用,当开关井、压裂液注入和产气时,接头处会发生轴向振动而影响接头密封性。为了从能量耗散角度研究轴向振动对特殊螺纹接头密封性的影响,推导了特殊螺纹密封面处一维连续体微滑理论模型,并通过有限元仿真对比验证该模型的合理性。通过仿真得出不同界面特性、不同压力、不同锥度、不同轴向循环载荷下密封面处能量耗散大小。研究结果表明:相同锥度下密封面处能量耗散大小随着摩擦因数的增加而增加,随法向压力的增加而增加,随轴向载荷的增加而增加;当密封面处锥度增大时,密封面处能量耗散值越大。应适当减小特殊螺纹密封面处锥度,提高特殊螺纹接头密封面处加工工艺,从而减小密封面处能量耗散,以提高接头密封性能。研究结果可为特殊螺纹的研究提供参考。

摘要： 为了分析Φ244.48 mm×11.99 mm 140V HSM-2-HC特殊螺纹接头的性能,采用有限元分析和实物试验对其进行研究.结果表明,该特殊螺纹接头上扣后,台肩应力水平较高,密封面局部接触面的应力超过材料屈服值,但鼻端整体应力水平远低于材料屈服值,接头的整体应力水平分布较合理;上扣曲线特性较好,在ISO 13679:2002 CAL IV复合加载下,特殊螺纹接头密封面均保持较大接触压力和密封长度,密封指数值大于理论临界值,表明其具有良好的密封性能;通过全尺寸复合加载实物试验以及极限试验,验证了该接头满足ISO 13679:2002 CALⅣ应用等级评价标准,具有优异的密封性能,其拉伸效率、压缩效率、内压效率、外压效率均达到管体100％.

摘要： 本文介绍了一种专门针对国内某油田区块特殊的地质构造需求的大口径非标套管特殊螺纹接头的研制过程.首先通过有限元分析筛选出螺纹和密封的最佳设计参数;之后顺利通过根据井况制定的实物评价试验;最后在油田完成了下井使用.可见该特殊螺纹接头的抗粘扣性能、密封完整性、结构完整性达到了产品设计要求,可以在油田推广使用.

摘要： 合理的上扣扭矩对特殊螺纹接头性能的正常发挥至关重要.在上扣过程中,拧接力矩除了要克服摩擦力作用外,还有一部分力矩转化为应变能储存起来.因此,特殊螺纹接头的最终上扣扭矩包含两部分:摩擦力矩和应变能力矩,但目前计算特殊螺纹接头的上扣扭矩时都没有考虑应变能力矩.本文在弹性力学理论的基础上,分析了特殊螺纹接头上扣扭矩的组成,提出了计算应变能力矩的方法,并以一种特殊螺纹接头为例进行了计算,结果表明,计算特殊螺纹接头的上扣扭矩时,如果忽略应变能力矩,将会带来较大误差.本文给出了一种计算上扣扭矩的新方法,利用该方法,能够方便地求出储存应变能需要的扭矩,并最终得到总扭矩,对特殊螺纹接头上扣扭矩的确定具有一定的参考价值.

摘要： 对KXS2-2-3井S13Cr110特殊螺纹接头油管工厂上扣端断裂事故进行了调查研究.对油管断口进行了宏观分析和微观分析以及金相分析,认为油管断裂属于应力腐蚀开裂.通过对2根油管断口形貌进行对比分析,认为第202号油管首先刺穿泄漏,随后216号油管断裂,最后在打捞过程中202号油管断裂.2根油管外螺纹接头断裂位置全在工厂上扣端接箍端面位置,这与工厂上扣扭矩值比现场上扣扭矩值高有一定关系.对断裂油管和新油管理化检验结果表明,油管材料符合标准规定和用户要求.

摘要： 本文以某型油套管特殊螺纹接头为分析对象,提出了采用基于Kriging模型的密封可靠性分析方法对油套管特殊螺纹接头的密封性能进行评价.通过随机化影响油套管特殊螺纹接头密封性能的11个参量,得到了油套管特殊螺纹接头在ISO13679:2002载荷包络线试验中密封失效最危险点的可靠度.采用基于方差的敏感性分析方法--sobol指数法,调用Kriging模型对影响密封性能的11个参量进行敏感性分析,确定了影响油套管特殊螺纹接头密封性能的关键因素,为油套管特殊螺纹接头的设计优化、改进、选用以及分类提供了参考.

摘要： 介绍了油套管用特殊螺纹接头发展现状,分析了常见特殊螺纹接头结构特点,指出特殊螺纹接头的联接螺纹、密封面和抗过扭台肩三个部分的结构参数是接头检测要点,提出了特殊螺纹接头质量控制重点.

摘要： 结合江苏常宝钢管股份有限公司在CBS3油管特殊螺纹接头开发过程中,对锥对锥密封特殊螺纹接头内密封面直径测量方法进行了一些思考和研究,通过量具选用,校零标准块选用,采用二触头式、三触头式检测方法进行实测数据对比分析,总结了MRP-1000型中径规改制+三触头式结构检测方法的优越性.

摘要： 运用有限元方法,对FOX特殊螺纹接头在深层气井工况下的连接性能进行分析.重点研究了轴向拉力对螺纹接头应力分布、密封性能的影响.利用有限元软件对FOX螺纹密封接触面进行接触压应力和Von-Mises应力分析,研究轴向载荷对接触应力以及Von-Mises应力的影响.研究结果表明,在实际工况下,FOX螺纹接头强度始终处于安全状态,但随着轴向载荷增大,FOX螺纹接头的气密封性能呈下降趋势.

摘要： 针对川渝地区页岩气开采特点及生产套管在下入、固井、压裂等工艺下的服役条件,设计出宝钢页岩气开采用高强度高韧性套管及其气密封螺纹接头.对其强韧性、微观组织和抗挤毁性能进行了测试,结果表明材料韧性稳定达到屈服强度10％以上,冲击功的各向异性显著降低,同时还模拟页岩气生产套管不同位置及不同施工阶段所受到的复合载荷对套管的适用性进行了研究,用于支撑川渝地区页岩气井生产套管的选用.

摘要： 针对川渝地区页岩气开采特点及生产套管在下入、固井、压裂等工艺下的服役条件,设计出宝钢页岩气开采用高强度高韧性套管及其气密封螺纹接头.对其强韧性、微观组织和抗挤毁性能进行了测试,结果表明材料韧性稳定达到屈服强度10％以上,冲击功的各向异性显著降低,同时还模拟页岩气生产套管不同位置及不同施工阶段所受到的复合载荷对套管的适用性进行了研究,用于支撑川渝地区页岩气井生产套管的选用.

摘要： 针对川渝地区页岩气开采特点及生产套管在下入、固井、压裂等工艺下的服役条件,设计出宝钢页岩气开采用高强度高韧性套管及其气密封螺纹接头.对其强韧性、微观组织和抗挤毁性能进行了测试,结果表明材料韧性稳定达到屈服强度10％以上,冲击功的各向异性显著降低,同时还模拟页岩气生产套管不同位置及不同施工阶段所受到的复合载荷对套管的适用性进行了研究,用于支撑川渝地区页岩气井生产套管的选用.

摘要： 本发明提供一种在连结中或者连结后能够简单且精度良好地评价作为油井管等的管的接头使用的螺纹接头的台肩部的连结状态的方法。本发明的管的螺纹接头(10O)的连结状态评价方法的特征在于，从公扣部(1)和母扣部(2)中的任意一者的内表面，经由公扣部(1)和母扣部(2)的台肩部(13、23)，朝向公扣部(1)和母扣部(2)中的任意另一者的内表面发送超声波表面波，基于其透射波强度或者反射波强度，判定螺纹接头(100)的连结状态的好坏。

摘要： 本发明涉及用于冲击钻削的螺管接头、插入式部分、有内螺纹部分以及制造产品的方法。螺纹连接包括至少一个圆柱形外螺纹和圆柱形内螺纹。外螺纹设置在钻具组件的插口(13)上。该螺纹包括与相关的完整牙形螺纹(14A)相连设置的螺纹末端(30)。所述螺纹包括螺纹侧面(30A，30B，14B，14C)。至少一个圆柱形螺纹包括至少一个螺纹末端(30)，其形状不同于完整牙形螺纹(14A)的形状。螺纹末端(30)的每个螺纹侧面(30A，30B)具有与完整牙形螺纹(14A)的相连侧面(14B，14C)的牙形不同的牙形。

摘要： 本发明提供一种在连结中或者连结后能够简单且精度良好地评价作为油井管等的管的接头使用的螺纹接头的台肩部的连结状态的方法。本发明的管的螺纹接头(10O)的连结状态评价方法的特征在于，从公扣部(1)和母扣部(2)中的任意一者的内表面，经由公扣部(1)和母扣部(2)的台肩部(13、23)，朝向公扣部(1)和母扣部(2)中的任意另一者的内表面发送超声波表面波，基于其透射波强度或者反射波强度，判定螺纹接头(100)的连结状态的好坏。

摘要： 一种测量特殊内螺纹接头螺纹中径及密封面的组合标定规，它包括一个组合标定规本体，组合标定规本体的上部端面为轴向基准面，组合标定规本体的两内侧分别设有对称的密封基准面和内螺纹中径基准面。密封基准面的锥度a1与被测密封面的锥度一致，密封基准面的小端尺寸h1与被测密封面的小端尺寸一致，密封基准面的长度L1≤被测内螺纹接头密封面长度；内螺纹中径基准面的锥度a2与被测内螺纹接头螺纹的锥度一致，内螺纹中径基准面的长度L2＞被测内螺纹接头螺纹长度的2/3而＜被测内螺纹接头螺纹长度；内螺纹中径基准面的小端尺寸h2与距离轴向基准面长度L2处被测内螺纹接头螺纹的小径尺寸一致。

摘要： 一种测量特殊外螺纹接头螺纹中径及密封面的组合标定规，它包括一个组合标定规本体，组合标定规本体的上部端面为轴向基准面，组合标定规本体的两外侧分别设有对称的密封基准面和外螺纹中径基准面。密封基准面的锥度为a1与被测密封面的锥度一致，密封基准面的小端尺寸h1与被测密封面的小端尺寸一致，密封基准面的长度L1≤被测外螺纹接头密封面长度；外螺纹中径基准面的锥度a2与被测外螺纹接头螺纹的锥度一致，外螺纹中径基准面的小端尺寸h2为距轴向基准面距离L1处的被测外螺纹接头螺纹的大径尺寸一致，外螺纹中径基准面的长度L2＞被测外螺纹接头螺纹长度的2/3而＜被测外螺纹接头螺纹长度。

摘要： 本发明提供一种用于套管的双级螺纹气密封特殊螺纹接头结构，该结构公端包括：公外密封面、两段带锥度的公螺纹及两段公螺纹中间的扭矩台肩、公螺纹端部的公内密封面、公内密封面顶点处的公内台肩。母端包括：母外台肩、母外密封面、两段带锥度的母螺纹及两段母螺纹中间的扭矩台肩、母螺纹端部的母内密封面。所述两段带锥度的公螺纹和母螺纹相互拧接在一起，两段螺纹中部的公母台肩相互对顶，公密封面、母密封面相互接触。有益效果是采用该结构通过对公、母的内、外密封面锥度的做一定的预处理，上扣后的内、外密封面接触长度成倍提高，优化了接头的密封能力。

摘要： 本发明公开了一种可重复拆装气密封特殊螺纹接头，属于钻完井工具用螺纹连接技术领域，其包括外螺纹接头、内螺纹接头、副密封结构、连接机构和主密封结构，连接机构的作用下，副密封结构和主密封结构实现密封，副密封结构位于连接机构左侧，主密封结构位于连接机构右侧。本发明中，通过螺纹采用偏梯改进型，螺纹具有抗拉能力强，易对扣的特点；主、副密封面采用锥面对锥面结构形式，具有易加工和测量，加工成本低，质量可控性高；采用主副双密封结构形式，密封性可靠性好；主密封采用自紧密封形式，压力越高，密封可靠性越好，与现场使用要求符合度高，该螺纹采用定位台阶定位，无需控制上扣扭矩，可多次重复使用，使用方便。

摘要： 本发明属于螺纹接头技术领域，公开了一种非常规油气水平井多级压裂用套管特殊螺纹接头，包括采用接箍式连接的外螺纹接头和内螺纹接头；外螺纹接头包括依次相连的外螺纹段、外螺纹密封段和外螺纹台肩段；外螺纹密封段包括外螺纹主密封面和外螺纹密封面引导面；内螺纹接头包括依次相连的内螺纹段、退刀槽段、内螺纹密封段和内螺纹台肩段；内螺纹密封段包括锥面密封面和圆弧密封面，锥面密封面通过圆弧过渡面与退刀槽段连接，圆弧密封面与内螺纹台肩段连接；外螺纹段与内螺纹段的螺纹牙型均采用与API标准偏梯形牙型可互换的牙型。解决了现有API标准螺纹、半特殊螺纹和高端特殊螺纹的工况适用性不足问题。

摘要： 本实用新型涉及油管领域，且公开了一种球面与平面密封圆螺纹管用简易特殊螺纹接头，包括母扣、公扣，所述母扣的两端均连接有公扣，所述母扣的两端内部开设有母扣螺纹，所述公扣与母扣的连接端外侧开设有公扣螺纹，所述母扣与所述公扣的接触端开设有母扣球形密封面，所述公扣与所述母扣的接触端开设有公扣端面密封面。本实用新型凸块和公扣端面密封面接触后形成紧密过盈配合，母扣凸块的球面迅速定位，保证拧接定位精度，且母扣凸块为圆弧球面，不仅起定位精确，同时可以增加接头抵抗轴向力的能力减小轴向力，在公扣和母扣配合过程中，大大增加了接头的抗压缩性能，抗压缩性能可以超过管体，抗拉性能达到管体的80％，同时更增加了密封性。

摘要： 本实用新型提供一种用于套管的双级螺纹气密封特殊螺纹接头结构，该结构公端包括：公外密封面、两段带锥度的公螺纹及两段公螺纹中间的扭矩台肩、公螺纹端部的公内密封面、公内密封面顶点处的公内台肩。母端包括：母外台肩、母外密封面、两段带锥度的母螺纹及两段母螺纹中间的扭矩台肩、母螺纹端部的母内密封面。所述两段带锥度的公螺纹和母螺纹相互拧接在一起，两段螺纹中部的公母台肩相互对顶，公密封面、母密封面相互接触。有益效果是采用该结构通过对公、母的内、外密封面锥度的做一定的预处理，上扣后的内、外密封面接触长度成倍提高，优化了接头的密封能力。