非API套管接头完整性评估计算方法

作     者：许志倩 闫相祯 杨秀娟 XU Zhi-qian;YAN Xiang-zhen;YANG Xiu-juan

作者机构：中国石油大学(华东)机电工程学院山东青岛266580 中国石油大学油气CAE技术研究中心山东青岛266580 中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266580 

基　　金：国家自然科学基金青年科学基金项目(51105381 51205412 51204203) 山东省优秀中青年科学家科研奖励基金项目(BS2012ZZ012) 中国石油天然气集团公司重点实验室基础研究课题项目(2014A-4214) 中央高校基本科研业务专项基金项目(l4CX02075A 15CX05021A) 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2016年第33卷第2期

页      码：188-199页

摘      要：针对非API套管接头的连接和密封性能提出一套完整的解析评估计算方法。首先建立具有密封和内外螺纹啮合结构的非API套管接头力学分析模型,依据API套管接头失效形式(螺纹跳扣、螺纹剪切破坏和接头断裂)及其机理结合弹塑性力学理论,推导出非API套管接头发生相应连接失效时的临界轴向载荷计算公式。然后,依据螺纹啮合对变形协调方程和单个螺纹牙轴向弹性变形分析,推导出套管接头螺纹牙啮合法向接触力计算方程组,从而获得非API套管接头各个螺纹牙轴向变形量及其承载轴向载荷分布情况数值解。最后,通过对比各个螺纹牙承载轴向载荷与连接失效临界载荷对非API套管接头进行连接性能评估;通过计算轴向载荷和气体内压作用下,套管接头螺纹轴向变形量及其对接头密封过盈配合值的影响,对非API套管接头进行密封性能评估。通过对3种典型非API套管接头完整性评估计算结果表明:在螺距、螺纹啮合中径、螺纹高度等螺纹参数相同情况下,非API套管接头的螺纹牙型设计参数(承载面角度与导向面角度)对其连接和密封性能影响显著。

主 题 词：机械设计及理论 完整性评估 力学分析模型 非API 套管接头 连接性能 密封性能 密封结构 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0801[工学-力学类] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.6052/j.issn.1000-4750.2014.06.0557

馆 藏 号：203982218...