气密封检测对特殊螺纹油管接头密封性能的影响_曹银萍.pdf
《气密封检测对特殊螺纹油管接头密封性能的影响_曹银萍.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《气密封检测对特殊螺纹油管接头密封性能的影响_曹银萍.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、基金项目:国家自然科学基金资助项目(编号:NSFC5227042548)收稿日期:20221102气密封检测对特殊螺纹油管接头密封性能的影响*曹银萍1,2,刘渝1,2,于洋1,2,窦益华1,2(1.西安石油大学 机械工程学院,西安710065;2.西安市高难度复杂油气井完整性评价重点实验室,西安710065)摘要:为研究气密封检测对特殊螺纹油管接头密封性能的影响,通过有限元软件建立了球面-锥面和锥面-锥面两种特殊螺纹接头有限元模型,将接箍左端面固定,油管右端面施加恒定轴向拉力650 kN,内压载荷(55、80、100、110 MPa)施加在油管和接箍的内表面,设置油管与接箍的接触属性,分析了在
2、恒定的轴向拉力和不同内压下,密封面接触压力和等效应力。结果表明:保持轴向拉力不变时,施加55、80、100和110 MPa四种内压载荷,其中内压载荷为110 MPa时,等效应力和接触压力为最大值,且内压大于100 MPa时,最大接触压力增幅减小,最大等效应力增幅增加;当内压由100 MPa增至110 MPa时,球面-锥面和锥面-锥面特殊螺纹接头最大等效应力增幅为1.81%和1.23%,气密封检测对锥面-锥面特殊螺纹接头密封性能影响较小。关键词:气密封检测;特殊螺纹接头;接触压力;等效应力;密封性中图分类号:TG456.7文献标志码:A文章编号:10099492(2023)03007703Inf
3、luence of Gas Seal Detection on the Sealing Performance of Premium ConnectionCao Yinping1,2,Liu Yu1,2,Yu Yang1,2,Dou Yihua1,2(1.Mechanical Engineering College,Xian Shiyou University,Xian 710065,China;2.Xian Key Laboratory of Wellbore Integrity Evaluation,Xian 710065,China)Abstract:To study the influ
4、ence of air seal detection on the sealing performance of special threaded tubing joints,the finite element models oftwo special threaded joints were established through finite element software,spherical-cone,and cone-cone,the left end face of the couplingwas fixed,the right end face of the tubing wa
5、s subjected to a constant axial tension of 650 kN,and the internal pressure load(55 MPa,80 MPa,100 MPa,110 MPa)was applied to the inner surface of the tubing and the coupling,the contact properties of the tubing and the coupling wereset,and the constant axial tension and different internal pressure
6、were analyzed.Sealing surface contact pressure and equivalent force.Theresults show that when the axial tension is kept constant,four kinds of internal pressure loads of 55 MPa,80 MPa,100 MPa,and 110 MPa areapplied,of which when the internal pressure load is 110 MPa,the equivalent force,and contact
7、pressure are the maximum,and when theinternal pressure is greater than 100 MPa,the maximum contact pressure increase decreases and the maximum equivalent effect forceincreases.When the internal pressure is increased from 100 MPa to 110 MPa,the maximum equivalent force of spherical-cone and cone-cone
8、special thread joints increases by 1.81%and 1.23%,and the air seal detection has little effect on the sealing performance of cone-cone specialthreaded joints.Key words:gas seal detection;premium connection;contact pressure;equivalent stress;sealing performance2023年03月第52卷第03期Mar.2023Vol.52No.03机电工程技
9、术MECHANICAL&ELECTRICAL ENGINEERING TECHNOLOGYDOI:10.3969/j.issn.1009-9492.2023.03.014曹银萍,刘渝,于洋,等.气密封检测对特殊螺纹油管接头密封性能的影响 J.机电工程技术,2023,52(03):77-79.0引言目前,井油管在高压气井工况下入井时,需要对特殊螺纹接头进行多次气密封检测1。气密封检测时,井口油管处于悬吊拉伸状态,会受到向下的拉力。所以,在进行气密封检测时,需要考虑特殊螺纹接头在拉伸载荷和内压载荷下对密封面的密封性能的影响2-3。关于油管的气密封检测研究,国内外学者开展了大量的研究工作。Liu等4
10、以一种套管为分析对象,构建函数来评估密封的可靠性,并利用有限元方法对荷载包络进行仿真。Ernens等5使用实验装置和随机数值密封模型研究金属对金属密封的密封机理,利用结果验证了随机数值密封模型的密封性。张颖等6建立了动力荷载作用下油管连接密封面接触应力的力学模型,讨论了接触应力和密封球面半径对优质连接密封性能的影响。金根泰等7通过检测装置的液气动力系统、增压系统、检测执行系统和控制系统对螺纹连接进行气密封性能检测。李海伟等8利用气密封检测技术对储气库注采完井管柱螺纹进行密封检测,有效剔除泄漏管柱入井,避免因螺纹泄漏引发环空带压。黄琳等9通过一种套管丝扣气密封检测技术,在丝扣处打入高压氦气,通过
11、在丝扣处检验是否有氦气渗漏来判断套管丝扣连接是否合格。李凡等10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。曹银萍11等通过有限元 77分析了接头受拉力一侧密封面上的接触压力随着轴向压缩载荷的增大而减小,特殊螺纹接头可能会发生密封失效。综上所述,国内外学者只考虑到了特殊螺纹接头密封性能在井下工作时失封,没有考虑到对密封面进行气密封检测时造成密封性能失效。为了解气密封检测对特殊螺纹接头密封性能的伤害程度12,本文使用特殊螺纹接头,通过有限元软件建立了球面-锥面和锥面-锥面两种特殊螺纹接头有限元模型,在恒定拉力、不同内压作
12、用下对31/27.34 mm P110钢级球面-锥面和锥面-锥面2种密封结构特殊螺纹接头密封面上接触压力和等效应力进行了分析13。1特殊螺纹接头有限元模型建立1.1特殊螺纹接头模型建立在有限元软件中建立 31/27.34 mm P110某特殊螺纹接头,密封结构采用球面-锥面和锥面-锥面2种密封结构,分别如图1和图2所示。特殊螺纹参数为:2种结构特殊螺纹接头均为偏梯形特殊螺纹;油管接头锥度均为116;承载面角为3,导向面角为10。球面-锥面特殊螺纹接头为变螺距螺纹,内螺纹前段(靠近密封面)螺距小于中段螺纹,内螺纹后段(靠近管体)螺距大于中段螺距,其中球面-锥面线密封结构的封面半径为0.146 m
13、m。锥面-锥面特殊螺纹接头内外螺距恒定,密封面锥度为12。1.2载荷条件及相关参数的设置设置边界条件,将接箍左端面固定,油管右端面施加恒定轴向拉力650 kN,在油管和接箍的内表面施加不同内压载荷(55、80、100、110 MPa),根据相互作用属性,设置特殊螺纹接头密封面、螺纹牙导向面与承载面处接触对,其中接箍为从面、油管为主面。在有限元仿真中的相互作用属性中设置接触属性,切向行为设置为罚函数,摩擦系数为0.114;法向行为设置为硬接触,执行方法为默认状态。材料弹性模量为206 GPa,泊松比为0.3,110钢级油管材料屈服强度为758 MPa,抗内压强度为109.6 MPa。2有限元计算
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 气密 检测 特殊 螺纹 油管 接头 密封 性能 影响 曹银萍
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。