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。

摘要：将微观泄漏机理引入非API套管接头密封性能研究,旨在建立表面粗糙度和密封结构加工参数与微观气体泄漏率之间的函数映射关系。通过Monte Carlo随机正态分布抽样公式结合密封表面粗糙度加工参数,模拟得到服从正态分布和预设表面粗糙度值的粗糙表面轮廓曲线,依据不同样本容量和表面粗糙度下平均峰角、平均峰高和三角峰数目/样本容量等轮廓曲线形貌特征统计数据,分析得到模拟曲线几何共性特征。结合弹塑性力学接触理论和计算得到的粗糙表面几何形貌参数,建立具有几何共性特征的高硬度管体层锥体压入低硬度软金属镀层平面简化泄漏模型,将气体泄漏看作不可压缩稳定层流,推导出含有密封面微观几何形貌特征(平均峰角和平均峰高)的气泄漏率计算公式。将与套管接头主密封结构重要加工参数相关的总密封预紧压力代入微观气体泄漏率计算公式,得到适用于非API套管接头密封性能定量评估计算方法。泄漏率实例计算结果表明,不同表面粗糙度对应气体泄漏率相差一个数量级,且加工精度等级越高相差越明显。非API套管接头密封设计和性能评估必须考虑金属机加工表面粗糙度。

摘要：根据弹塑性力学理论建立圆螺纹套管接头的计算模型 ,利用有限元分析和全尺寸实验相结合的方法 ,详细分析套管接头在使用工况 (包括上扣、上扣后加拉伸载荷、上扣后加内压载荷等 )下的应力分布规律 ,指出载荷在各个螺纹牙上分布的不均匀性是制约套管接头性能的主要原因 ,提出改进接头应力状态、减少应力集中的主要措施。研究结果提高了对套管接头应力水平的认识 ,对改进套管连接螺纹设计 。

摘要：在深井、超深井、大位移井和水平井中 ,套管接头泄漏和滑脱特性是国内外油气井管柱力学研究的永恒主题。通过调研国内外大量文献资料 ,探讨了套管螺纹泄漏机理、螺纹滑脱机理研究的思路和研究方向———除实物试验外 ,有限元法是可行的简便方法之一。运用有限元法 ,对套管偏梯形螺纹接头和圆形螺纹接头进行了研究 ,得出了偏梯形螺纹接头在牙侧角为 3°、5°和 10°时 ,滑脱载荷随加载过程的变化曲线 ;圆形螺纹接头在锥度为 1/14、1/16和 1/17时 ,滑脱载荷随加载过程的变化曲线。其研究结果 ,在深井、超深井和复杂井套管柱设计中 ,为套管接头螺纹的选择提供了理论数据。

摘要：介绍了套管特殊螺纹接头的发展、结构特点、设计原则和设计难点。设计的139.7mm套管特殊螺纹接头采用改进型的偏梯形螺纹,优化了螺纹应力分布,减少了接箍的环形应力,提高了螺纹的抗粘扣性能。密封面采用大角度的锥面对锥面结构,增加主密封面的接触应力,提高了密封性能。通过试验证明该接头的各项技术参数满足设计要求,为高压气井、超深井的开发提供支持。

摘要：集合式电容器作为变电站内重要的无功补偿设备,其本体发热缺陷严重影响了电网的安全平稳运行。本文对一种集合式电容器套管接头典型发热缺陷进行解体检查,发现套管接头结构设计存在多处不合理,如套管法兰凹槽浸水,铝质防雨罩参与一次通流,与套管法兰及导流螺杆接触不良,长期通流造成接触面严重氧化,导致套管接头发热。针对此类发热缺陷,本文提出了有效的防范措施和日常检修建议,以提高电网无功系统的可靠性和安全性。

摘要：红外测温是预防变电站一次设备故障的有效手段。针对某变电站500 kV线路高抗套管红外测温异常的问题,进行综合分析,设计了两种套管引线接头更换措施的施工工序方案,根据具体实际情况对发热部位进行有效处理,并结合实际经验给出合理化建议。

摘要：对自行设计的139.7mm×7.72mm J55低压气密封螺纹套管接头进行了上卸扣、热循环气密封、弯曲条件下气体内压拉伸、拉伸至失效、加内压至失效等试验。结果表明:该接头的抗粘扣性能良好;135℃,35MPa条件下的气密封性能和低压30MPa、弯曲狗腿度10°/(30m)、拉伸载荷为80%材料名义屈服强度条件下的气密封性能均合格;接头的泄漏失效内压和抗拉强度均远高于标准技术要求。

摘要：利用有限元技术和全尺寸试验相结合的方法,研究了石油套管特殊螺纹接头密封设计的方法。给出了设计石油套管特殊螺纹接头时,既能保证其密封性,又不至于发生粘结损坏的条件。最后利用数控机床加工出了这种接头,并进行了全尺寸评价试验,结果显示该接头的密封性能达到了设计目标,表明确定的特殊螺纹密封设计的方法是可行的。

摘要：通过对塔里木油田250.83 mm套管使用情况调研,发现目前使用的250.83 mm套管采用API 244.48 mm偏梯形螺纹接头,其连接强度远低于管体。设计了与250.83 mm套管管体匹配的250.83 mm非API规格偏梯形螺纹套管接头。通过力学计算和有限元分析,证实250.83 mm管体配250.83 mm非API规格偏梯形螺纹接头套管比现有250.83 mm管体配API 244.48 mm标准偏梯形螺纹接头的套管连接强度大幅度提高。通过对API标准套管接头连接强度公式进行分析,得出了既可满足API套管连接强度计算,又可满足非API标准套管接头连接强度计算的公式。