特殊螺纹油管入井质量控制技术研究

【摘要】：油管柱由几百根油管通过螺纹连接在一起,接头连接部位是油管柱最薄弱的环节。目前,油管常用的接头有API油管接头和特殊螺纹油管接头。现场使用表明,用特殊螺纹接头替代API接头是解决油管失效最有效的措施之一。因此,国内外都非常重视特殊螺纹接头的研究与开发。本文在国内外研究的基础上,对特殊螺纹油管接头的整体性进行深入研究,并提出了特殊螺纹油管入井质量控制规程,研制了液压管钳扭矩标定检测仪。 特殊螺纹油管接头的整体性包括两大问题：一是连接强度问题,即油管接头的承载能力；二是接头密封性能问题,即油管接头的密封可靠性。本文以VAM TOP油管接头为研究对象,采用三维模型模拟油管的上扣,分析了上扣情况下接头内部的应力分布情况。应用通用有限元软件Abaqus对特殊螺纹接头的上扣过程进行仿真。用ANSYS软件进行工作性能仿真。建立二维有限元模型,利用接触分析模块,分析了油管接头的螺纹、密封面和扭矩台肩的应力和接触压力分布规律,揭示了特殊螺纹油管接头的工作原理,提高了对特殊螺纹接头油管的认识。由于目前对特殊螺纹油管的动态性能认识很少,本文提出以统计能量法对特殊螺纹油管接头进行动态分析,并给出了统计能量法的模型,为分析特殊螺纹油管接头的动态性能提供一种新思路。 对于特殊螺纹接头入井质量控制而言,必须严格控制上扣扭矩,本文根据有限元计算结果提出特殊螺纹油管质量控制规程,并研制了液压管钳扭矩检测标定仪。